Настилы в стальных балочных клетках

 

В стальных балочных клетках применяется настил из стали и сборных железобетонных плит. Сборные железобетонные плиты применяются при пролете до 3 м и нагрузке до 35 кПа. Стальной щитовой настил размерами до 3´ 12 м с ребрами снизу может использоваться при размере ячейки 0, 5´ 1, 5 м и применяется в упрощенном типе балочных клеток.

В качестве стального настила чаще всего применяются плоские стальные листы толщиной 6–14 мм и более под нагрузки 10–30 кПа и более. При нагрузке до 50 кПа и относительном прогибе 1/150 регла­ментирующим условием являются допустимые деформации. Настил приваривается к балкам, и в запас прочности крепление считается шарнирным и неподвижным [6]. Статическая схема настила приведена на рис. 7.5.

 

 

Рис. 7.5. Статическая схема настила

Настилы балочных клеток

Настилы балочных клеток различают по предназначению и функциональным решениям горизонтальных ограждающих конструкций в здании, разделяющих этажи. Обычно поверх части перекрытия, укладываемого на опоры для сооружения пола, делают защитное покрытие, который выполняют из дерева, асфальта, кирпича. Несущим настилом являются плоские стальные листы или сплошной части перекрытия, составленной из покрытия сборных железобетонных плит.
Сейчас часто стали применять щитовой настил, который состоит из несущего листа стали, имеющего сверху защитную оболочку. Внизу он подкреплен вертикальными и горизонтальными ребрами. Его щиты обычно бывают размеров три на двенадцать метров. Их укладывают на балки перекрытий. При его изготовлении легко используется машинная техника, что позволяет ускорить его сборку.

Полезная нагрузка настила устанавливается равномерно распределенной напряженностью до 40 Кн/м2, предельный относительный прогиб (f/l) до 1/200.

Плоский стальной настил

Установка несущего настила - это стальной лист, который укладывается на опорные брусья и прикрепленный к нему сваркой.
Дистанция, которая устанавливается между опорными брусьями, поддерживающими настил, устанавливается его несущей способностью и твердостью.
Наименьший расход материала получается при минимальной величине в поперечнике, ибо в двутавровых балках, работающих на изгиб, металл получается качественнее, чем в настиле прямоугольного сечения. Хотя, если увеличить число балок при тонком настиле, то быстро увеличится затраты рабочего времени на их изготовление, что, конечно, не желательно.
Поэтому для части перекрытия, укладываемой на опоры для сооружения клетки балки, желательно использовать листы с величиной в поперечнике до 14 миллиметров. Приварка настила к балкам не позволяет приблизить его опоры при его пригибании под тяжестью, что вызывает в нем растягивающие усилия Н, которые улучшают работу в расстояниях между смежными опорами, перекрываемых балкой. Плюс, приварка может защемлять настил, создавая опорные моменты и снижая моменты в расстояниях между смежными опорами под нагрузкой.
Обычно принимают, что части перекрытия, укладываемые на опоры для сооружения клетки балки, бывают шарнирно-неподвижными.
Если нагрузки не превышают 50 кН/м2 и предельный прогиб не больше 1/150, то прочность укрепленного подвижного элемента или детали, допускающий их поворот вокруг общей оси, стального настила будет всегда обеспечена и надо его рассчитывать только на твердость.
Так как настил опирается на параллельные балки, следует предполагать, что он изгибается по цилиндрической границе двух смежных областей пространства.
Расчет прогиба под грузом будет составлять:
Если известен пролет и толщина настила, то определить его несущую способность можно по формулам:
Воспользуемся данной формулой. Допустим, что надо определить габариты настила и рассчитать прикрепление его с учетом стали класса 38 /23.
Задано: нормативная нагрузка распределенная, временная нагрузка 2 Н/см2, коэффициент перегрузки n = 1, 2, предельный прогиб настила (F|L) = 1|150/. Настил приварен к балкам электродами типа Э 42. Определяем размеры настила по формуле:

Железобетонный настил

Железобетонные плиты используются вместе со стальными в качестве настила. При выполнении проектирования для стальной балочной клетки толщину железобетонных плит для вычисления веса перекрытия рекомендуются брать, исходя из данных нижеприведенной таблицы:

26. Прокатные балки

 

Наиболее часто применяемые профили для балок – двутавры, швеллеры. Для профилей, рекомендованных сортаментом, местная устойчивость элементов сечения обеспечена. Исключением являются лишь гнутые профили. Общая устойчивость балки обеспечивается настилом, который крепится по всей длине. Поэтому подбор сечения производят, используя уравнения прочности. Определив наибольший изгибающий момент, вычисляют требуемый момент сопротивления. По сортаменту выбирают профиль, учитывая условие. Определив размер профиля, проверяют прочность стенки на срез от действия наибольшей продольной силы. Если условие не выполняется, необходимо увеличить номер профиля и повторить проверку. Для вспомогательных балок в усложненном типе балочной клетки необходимо выполнить проверку прочности стенки в месте приложения сосредоточенной силы. Стенка балки в месте соединения с полкой должна иметь достаточную прочность для восприятия приведенных напряжений. Если сжатый пояс балки недостаточно закреплен, проверяют общую устойчивость балки.При этом за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами продольных и поперечных связей и др.) Общую устойчивость балок проверять не следует, если: а) нагрузка передается через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистую сталь и др. б) при отношении расчетной длины балки к ширине сжатого пояса, не превышающем значений.Для проверки жесткости необходимо вычислить прогиб балки и сравнить его с предельным прогибом.Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой.При больших запасах жесткости для неразрезных балок рекомендуется допускать работу балки в упруго- пластической стадии.Тем самым, уменьшается расход стали.

Прочностные качества балки зависят от нескольких её характеристик:

· площадь и форма её поперечного сечения;

· длина балки;

· материал балки;

· способ её закрепления.

В современных сооружениях используются, как правило, стальные, железобетонные или деревянные балки. Одним из самых распространённых типов поперечного сечения стальной балки является двутавровое сечение. Двутавровые балки используют при возведении каркасов зданий и мостов. Также применяют тавровые балки, швеллеры, балки с полым профилем (в частности, трубы), балки с угловым профилем сечения.

 

27. Прокатную балку рассчитываем по двум предельным состояниям. По первому предельному состоянию мы должны обеспечить несущую способность балки (прочность, общую устойчивость, местную устойчивость элементов). По второму предельному состоянию мы должны обеспечить пригодность балки к ее нормальной эксплуатации, при этом прогиб балки не должен превышать предельной.
Мы должны гарантировать не наступление первого и второго предельного состояния.

 

27. Подбор сечения прокатных балок

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: