Общая характеристика балок и типы балочных площадок. Сопряжение балок.

Балкой называется элемент сплошного сечения, работает преимущественно на изгиб (при больших пролетах и больших нагрузках).

Область применения: в конструкциях рабочих площадок, перекрытий промышленных и гражданских зданий, эстакад, мостов и др. сооружений.

Классификация. Балки являются весьма распространенным элементом стальных конструкций, работающих на изгиб. Они классифицируются: в зависимости от расчетной схемы, типу сечения, способу изготовления.

В зависимости от расчетной схемы, балки различают: разрезные (однопролетные), неразрезные (многопролетные), консольные.

По типу сечения – прокатные (обычные или с параллельными гранями – широкополочные) и составные сечения (сварные, клепанные и болтовые).

Пояса составных балок могут выполняться из сталей повышенной или высокой прочности, а стенка из углеродистой стали. Такие балки называются бистальные.

Балочной клеткой (площадкой) называется система несущих балок, образующих конструкцию перекрытия.

Балочная клетка представляет собой конструкцию, состоящую из одной или нескольких систем балок, расположенных по взаимно перпендикулярным направлениям. В балочной клетке преимущественно применяются разрезные балки.

Различают 3 типа балочных клеток: упрощенный, нормальный и усложненный.

Упрощенный тип состоит из балок, уложенных в одном направлении, параллельно меньшему размеру перекрытия. Состоит из главных балок и второстепенных балок (настила).

Главная балка опирается на колонны или стены, а балки настила опираются на главные балки составного сечения. Усложненный тип – это система главных балок (1), вспомогательных (второстепенных) балок (2) и балок настила (3).

Типы сопряжений балок: поэтажное, в одном уровне, пониженное и повышенное

Пониженное и повышенное используется в вариантах балочной площадки усложненного типа. Сопряжение в одном уровне применяется в случае ограниченной строительной высоты. Поэтажное сопряжение может использоваться во всех случаях.

К размерам в плане относятся: общая длина и ширина перекрытия или площадки, А и В – размеры ячейки или шаг колонн, а (b) – расстояния между вспомогательными балками или балками настила. Это расстояние зависит от типа настила и величины нагрузки (0,6 – 1,8м – при стальном настиле; 1,5 – 6м – при ж/б настиле).

Шаг вспомогательных балок усложненного типа в балочной клетке назначается в пределах от 2 до 5м. Отметка верха габарита под площадкой устанавливается в увязке с габаритами оборудования, располагаемого под перекрытием площадки или в соответствии с другими требованиями.

42. Принципы расчета и конструирования балок.

Подбор сечения прокатной балки осуществляется в следующей последовательности:

1. Выбор марки стали (табл. 50 и 51 СНиП II-23-81)

2. Определение нормативных и расчётных нагрузок.

3. Определение  и .

4. Вычисляют требуемый момент сопротивления

W_n.min³M/R_yg_c

5. По сортаменту принимается ближайший профиль.

6. Проверка подобранного сечения из условия жёсткости.

Если верхний пояс недостаточно закреплен (отсутствует сплошной жёсткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки или отношение расчётной длинны балки l_cf к ширине сжатого пояса b превышает значения, рекомендуемые СНиП, выполняется проверка общей устойчивости:

Выбор варианта зависит: от расхода стали, стоимости, трудозатрат на изготовление и выбор монтажа.

43.44.47. Подбор сечения и проверка несущей способности и жесткости прокатных балок в упругой и упруго пластической стадиях работы материала. Компоновка и подбор сечения составных балок. Проверка общей устойчивости балок.

Балка составного сечения используется в том случае если прокатная балка не проходит по ряду параметров. Основные параметры: пролет и высота. Пролет диктуется технологией предприятия, высота определяется из экономических параметров и жесткости(1/8-1/12 длины пролета).

Сечение составной балки обычно состоит из трёх листов: стенка и двух поясов. Проектирование включает два этапа: на первом компонуют и подбирают сечение, на втором – проверяют прочность и устойчивость балки в целом и её элементов, а также проверяют по прогибу. Компоновку составного сечения начинают с установления высоты балки.

; отсюда требуемый момент сопротивления сечения балки изгибу должен быть:

Определяем минимальную высоту сечения балки настила из условия ее жесткости, т.е. не допущения предельного прогиба:

Предварительно задавшись высотой балки

определим рациональную толщину стенки

Определяем оптимальную высоту балки из условия минимального расхода материала:

 или

где k – коэффициент, учитывающий конструктивное решение балки, принимаемый для прокатных балок 1.2¸1.1.

Окончательно назначаем высоту балки h.

Определяем минимальную толщину стенки из условия ее среза на опоре:

.

Из условия, исключающего постановку продольного ребра жесткости:

Окончательно принимаем толщину стенки t_w

Компонуем сечение пояса исходя из следующих соображений:

1. Из условия общей устойчивости балки:

2.Из условия свариваемости элементов: t_f ≤ 3∙t_w

3.Из условия обеспечения местной устойчивости сжатого пояса:

4.

5.Назначаем ширину полки b_f

Выполняем проверку прочности по нормальным напряжениям:

Необходимо выполнить 3 проверки сечения:

1) -

2)

3) Общая устойчивость:

 

 -коэф. уменшения сопротивления по приложению 7.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: