Компоновка и выбор схемы балочной клетки

1.1. Компоновка балочной клетки

Перед началом проектирования следует представить себе общую схему конструкций и расположение элементов, выполнить эскизы планов и разрезов рабочей площадки (рис. 1.).

Рабочая площадка состоит из элементов, образующих балочную клетку (главных балок - ГБ и балок настила - БН), настила, колонн и связей. Рис.1. Схема рабочей площадки

Расстановку балок в плане выполняют для одной ячейки размерами Lxl, считая, что остальные ячейки будут такими же (рис.2).

По колоннам вдоль большего шага устанавливают главные балки (ГБ), а по ним – балки, поддерживающие настил (БН). Шаг балок настила a выбирается таким образом, чтобы ему был кратен размер L. При расстановке БН учитывают, что они не должны опираться на главную балку в середине пролета, поскольку в этом месте устраивается укрупнительный стык.

Рис.2. Типовая ячейка балочной клетки

Рекомендуется шаг a назначать в зависимости от типа настила и заданной нормативной нагрузки на рабочую площадку по табл.1.1.

Таблица 1.1. Рекомендуемый шаг балок настила

Нормативная нагрузка P, кПа	Шаг балок настила в мм в зависимости от типа настила:
Листовой настил	Щитовой настил
8…12 13…16 17…20 21…25 26…30 более 30	2000…900 1600…700 1500…650 1400…600 1200…500 1000…500	4000..1800 3200…1400 3000…1300 2800…1200 2400…1000 2000…1000

В курсовом проекте следует рассмотреть две схемы балочной клетки (как правило, одна схема с листовым настилом, другая со щитовым настилом). Для каждой схемы необходимо определить толщину стального настила, подобрать сечения балок настила из прокатных двутавров, размеры ребер щитового настила, а затем выбрать наиболее экономичный вариант по расходу металла. Для выбранного варианта производят расчет главной балки, колонны и всех конструктивных узлов рабочей площадки.

С учетом плана рабочей площадки разрабатывается схема связей по колоннам в продольном и поперечном направлениях. Связи обеспечивают горизонтальную несмещаемость верхних концов колонн. Связи могут быть приняты крестовыми или портальными в зависимости от габаритов ячейки, высоты колонн, наличия проездов под рабочей площадкой (см. рис. 1).

1.2. Подбор сечения балки настила

Расчет любого элемента следует начинать с установления расчетной схемы. Расчетная схема балки настила показана на рис.3.

Рис.3. Расчетная схема балки настила

Погонная нормативная и расчетная нагрузки на БН:

q_n=1,05pa и q=1,05pg_fpa,

где p - заданная нормативная временная нагрузка на квадратный метр площадки;

g_fp=1,2 – коэффициент надежности по временной нагрузке;

1,05 – коэффициент, учитывающий приближенно вес настила и балок настила.

Подбор сечения балок производят из условия их прочности с учетом развития пластических деформаций

M/(c₁W) _c Ry (1)

и условия жесткости

l/f n_0. (2)

Здесь M=ql²/8 – изгибающий момент от расчетных нагрузок; с₁ —коэффициент увеличения момента сопротивления балки при учете развития пластических деформаций. В курсовом проекте данный коэффициент можно принять равным 1,12. g_c- коэффициент условий работы [1, табл.6]; в данном расчете g_с=1; f- максимальный прогиб балки от нормативной нагрузки q_n; n₀ - нормируемое минимальное отношение пролета балки к ее прогибу (табл.П.10).

Из условия прочности (1) определяют требуемый момент сопротивления:

W_тр=M/(c₁R_yg_c).

Имея в виду, что для данной расчетной схемы f=(5/384)q_nl⁴/(EI), и приняв по табл.П.10 n₀, из условия жесткости (2) определяют требуемый момент инерции:

I_тр=(5/384)q_nl³n₀/E,

где Е=2,06х10⁵ МПа – модуль упругости стали.

По сортаментам двутавров (ГОСТ 8239-89, ГОСТ 26020-83 или СТО АСЧМ 20-93) подбирают необходимый профиль, у которого W_x W_тр и I_x I_тр.

Дата добавления: 2015-07-19