3. Расчет конструкции рабочей площадки

Процесс проектирования рабочей площадки и расчет ее несущих конструкций начинается с разработки компоновочной схемы.

За основу такой схемы принимают балочную клетку (схему расположения балок), опирающуюся на центрально-сжатые колонны. Неизменяемость конструкций рабочей площадки в плоскости главных балок обеспечивается устройством жесткого сопряжения колонн рабочей площадки с фундаментами. В плоскости, перпендикулярной главным балкам, неизменяемость сооружения обеспечивается постановкой связей по колоннам рабочей площадки.

2.3.1. Расчет второстепенной балки

Считаем, что второстепенные балки шарнирно опираются на главные в одном уровне. Нагрузка от монолитного железобетонного настила и технологического оборудования передается на второстепенные балки в виде равномерно-распределенной. Шаг второстепенных балок а зависит от прочности настила и экономических требований. Толщина настила 18,5 см при а = 2,33 м.

Н агрузка на второстепенную балку:

(q+p)_{в.б .}= (q+p)_табл·a,

где (q+p)_табл - нагрузка из таблицы 2,

a – шаг второстепенных балок.

Отдельно вычисляются расчетное и нормативное значения нагрузки:

О

(q + p), кН

т расчетного значения нагрузки методами строительной механики вычисляются максимальные внутренние усилия в балке: M и Q.

Максимальный изгибающий момент:

М

L = 6,5м.

_max=ql²/8=80,97·6,5²/8=427,622кН·м

Максимальная поперечная сила:

Q

ql²/8

_max= ql/2=80,97·6,5/2=263,152 кН

.

ql/2

²/2

Поперечное сечение второстепенной балки назначаем в виде двутавра с параллельными гранями полок по СТО АСЧМ 20-93.

Материал балки – сталь - выбираем из таблицы 50* СНиП II-23-81* -С245 ГОСТ 27772-88. R_y выбираем из таблицы 51*: Расчетное сопротивление для фасонного прокатного двутавра с толщиной полки от 2 до 20 мм R_у=240МПа, коэффициент условий работы γ_с = 1.

Поперечное сечение балки подбирается из условия прочности:

W_x ≥ W_тр

где с₁ - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформация, принимаемый равным 1,07 по СНиП II-23-83*, табл.66; (A_f /A_w=1 - отношение площадей сечений пояса и стойки балки);

З ная W_тр = 1665 см³, подбираем по сортаменту из таблицы П11.6, для прокатных стальных горячекатаных двутавровых балок с параллельными гранями полок по СТО АСЧМ 20-93, ближайший номер профиля W_x ≥ W_тр , и выписываем для него геометрические характеристики:

Двутавр 50Б2:

W_x = 1688,4 см³,

I_x = 41872 см⁴;

S_x = 957,3 см³;

i_x = 20,33 см;

I_y = 1844,4см⁴;

i_y = 4,27 см;

h = 496 мм;

b = 199мм;

t = 14 мм;

s = 9 мм;

A = 101,27см².

По толщине полки двутавра уточняется значение R_у=240МПа и коэффициент с₁ = 1,104 (A_f /A_w= t·b/[(h-2t)·s] = 0,661).

Проверка балки на прочность:

229, 4 Мпа < 240 Мпа – условие выполняется.

Общая устойчивость балок обеспечена за счет монолитной железобетонной плиты, однако проверку на общую устойчивость необходимо выполнить по формуле: ,

где φ_в – коэффициент, вычисляемый при расчетной длине балки l_ef =2-3м. (заменяем монолитную железобетонную плиту сборной шириной 3м).

l _ef – расчетная длина балки при расчете на общую устойчивость, равная принятой ширине сборной ж/б плиты.

=0,95 при проверке устойчивости,

Для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии коэффициент φ_b вычисляется по формуле:

,

где ψ=1,75ψ – коэффициент для двутавровых балок с двумя осями симметрии с один в середине закреплением сжатого пояса в пролете, а ψ₁ =2,25+0,07α.

,

где l_ef – расчетная длина балки;

h =496 мм– полная высота сечения;

J_t - момент инерции сечения при кручении

597291,67 мм⁴ = 59,7см⁴

ψ₁ =2,25+0,07·1,8=2,376

ψ=1,75·2,376=4,158

> 0,85, тогда = 0,68+0,21· =0,68+0,21·4,484 = 1,62.

Принимаем =1.

Общая устойчивость балки не выполняется. Сечение не корректируем, так как проверка проводится из методических соображений.

Проверка деформативности (жесткости) балок производится от действия нормативной нагрузки: ,

Таким образом, проверка выполняется.