Металлоконструкции

1. КОМПОНОВКА БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ

1. Выбор типа балочной клетки

В рабочих площадках промышленных зданий часто применяется плоский стальной настил, состоящий из листов, приваренных к балкам настила (рис. 1).[pic 1][pic 2]

Рисунок 1 - Плоский стальной настил

При стальном настиле применю усложненный тип балочной клетки.

Балочная клетка усложненного типа состоит из главных балок, поперечных вспомогательных балок и продольных балок настила (рис. 2). Обычно балки настила опираются на поперечные вспомогательные балки сверху, что приводит к опиранию настила по двум сторонам.

[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

Рисунок 2 - Типы балочных клеток:  усложнённая

При выполнении проекта следует рассчитать два варианта балочной клетки и после сопоставления отдельных вариантов по технико-экономическим данным выбирать наиболее выгодный вариант по весу конструкций, трудоемкости изготовления и монтажа.

При компоновке балочной клетки количество вспомогательных балок желательно принимать четное, с тем, чтобы вспомогательные балки не попали на монтажный стык главных балок или на ось колонн, так как это осложняет конструкцию главной балки и колонн. Поэтому крайние балки следует ставить от осей колонн на расстояниях, равных половине шага вспомогательных балок (рис. 2). Расстояние между балками настила определяется несущей способностью настила.

Требуется спроектировать балочную клетку и колонны рабочей площадки промышленного здания по следующим данным:

- размеры площадки в плане 3L[pic 7][pic 8]3B, где:

L = 20 м шаг колонн в продольном направлении;

B = 5,5 м шаг колонн в поперечном направлении;

- Отметка чистого пола ±0,00 м;

- Отметка верха настила h2 = 7 м;

- Пол рабочей площадки – асфальтовый;

-Полезная нормативная нагрузка qнвр = 19 кН/м2 = 1,9 т/м2[pic 9]

- Балки настила и вспомогательные балки - прокатные; главные балки- составные сварные; колонны - сплошные, составные, сварные.

Предварительные данные:

В рабочих площадках промышленных зданий в основном применяются балочные клетки нормального и усложненного типа.

Расстояние между балками настила при стальном настиле рекомендуется назначить в пределах 0,6÷1,6 м, а расстояние между вспомогательными балками - 3÷6 м.

1. Компоновка вариантов балочных клеток

Компонуем два варианта балочной клетки согласно размерам L и В балочной клетки в плане, заданным в исходных данных задания: (рис.3)

[pic 10]

Рисунок 3 - Балочная клетка усложненного типа:

Пролет настила = 1 м; пролет балок настила  = 5  м; пролет второстепенных балок  = 5,5 м.[pic 11][pic 12][pic 13]

1. Определение нагрузок

Поверх настила устраивается выравнивающий слой из легкого бетона толщиной t=20÷50 мм (ρ=15÷18 кН/м3) и защитный настил – пол толщиной t=20÷30 мм из различных материалов: асфальта (ρ=18 кН/м3), бетона (ρ≤25 кН/м3), кирпича (ρ≈20 кН/м3), керамических плиток (ρ≈22 кН/м3) и т.д.

Нормативная равномерно-распределенная нагрузка на единицу площади настила: (приняв tпола = 25 мм, tвырав. слоя = 35 мм)

[pic 14]

2[pic 15]

Расчетная равномерно-распределенная нагрузка на единицу площади настила:

[pic 16]

[pic 17]

где i – коэффициенты надежности по нагрузке, которые соответственно равны: для пола =1,2; для выравнивающего слоя=1,3; для полезной временной нагрузки= 1,2.[pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

Согласно схеме на рис. 5    lн =100 см.

Назначаем n0 = 150, тогда  99,3 (см.п. 2.1) и = 1,007 см[pic 22][pic 23]

Принимаем tн = 10 мм. Вес 1 м2 настила [pic 24]

Определим линейную нормативную и расчетную нагрузки, действующие на балку (рис. 4):

[pic 25]

[pic 26]

Т.к. пролет балки настила lб.н. = 5 м, что намного меньше длины профильного проката, балки могут быть приняты неразрезными двухпролетными длиной 10 м (см. рис. 4).

1. РАСЧЕТ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ УСЛОЖНЕННОГО ТИПА С ПОМОЩЬЮ ПК «ЛИРА-САПР»

[pic 27]

Рисунок 4 - Расчетная схема без нагрузок

[pic 28]

Рисунок 5 - Расчетная схема (постоянная нагрузка собственного веса конструкции, т)