1.2. Определение шага вспомогательных балок и балок настила

При известном размере ячейки балочной клетки А х В, назначается шаг вспомогательных балок а = 2 ÷ 5 м, кратно А (рис. 1.3). при А = 12; 15; 18 м, оптимальным шагом вспомогательных балок является а = 3 м.

Затем определяется шаг балок настила b, в зависимости от пролета настила ℓ_н и его толщины t_н. Значение b желательно принимать кратным B.

Рис. 1.3 Ячейка балочной клетки усложненного типа

3. Расчет листового несущего настила

Настил непосредственно воспринимает полезную нагрузку от массы технологического оборудования, транспорта, обслуживающего персонала и пр. Для стальных настилов используют листы толщиной t_н = 0,6 ÷ 1,4 см, в зависимости от действующей нагрузки

q<10 кН/м² - t_н = 0,6 - 0,8 см;

11q<20 кН/м² - t_н = 0,8 - 1,0 см;

21q<30 кН/м² - t_н = 1,0- 1,2 см;

q>30 кН/м² - t_н = 1,2 - 1,4 см;

При нагрузках, не превышающих 50 кН/м² и относительном прогибе

f_u /ℓ_н ≤ 150 прочность стального настила, шарнирно закрепленного по сторонам, будет всегда обеспечена и его надо рассчитывать только на прогиб. Предельный прогиб настила f_u определяется по рекомендациям табл. 19 [2].

Здесь ℓ_н – пролет настила, который в балочной клетке будет зависеть от шага балок настила.

В зависимости от иq определяют либо графически – по графикам Лейтеса [1]; либо рассчитывают по формуле:

= , (1.1)

где n_o = величина, обратная заданному относительному прогибу;q_н – нормативная полезная нагрузка на настил;

Е₁ = ==22637,4 кН/см²,

Е = 2,06·10⁴ кН/см² - модуль упругости стали,

 = 0,3 – коэффициент Пуассона.

По известному отношению можно определитьl_н , задавшись толщиной настила t_н.

Определив пролет настила, находят шаг балок настила, с учетом кратности пролету А – в балочной клетке нормального типа и пролету В – в усложненном типе.

Величиной пролета настила можно варьировать в пределах 10 см. Если условие кратности шага балок настила пролету после вариации не выполняется, можно изменить толщину настила.

Собственный вес настила - g_н определяют исходя из того, что масса 1 м² стального настила толщиной t_н = 1 см равна 78,5 кг, т.е.

g_н = 78,5 кг = 0,785 кН/м².

Например, чтобы определить вес настила толщиной t_н = 0,8 см, необходимо 0,785 кН/м² умножить на 0,8; g_н = 0,785·0,8 = 0,628 кН/м².

1.4. Пример компоновки балочной клетки

Исходные данные:

1. Тип балочной клетки и тип сопряжения балок: а) нормальный, сопряжение в одном уровне; б) усложненный, пониженное сопряжение.

2. Шаг колонн в продольном направлении А = 12 м.

3. Шаг колонн в поперечном направлении В = 5 м.

4. Габариты площадки в плане 3А х 3В.

5. Полезная равномерно распределенная нагрузка Р= 20 кН/м².

6. Материал конструкций: сталь марки С 235.

1.4.1. Балочная клетка нормального типа

Назначаем толщину настила t_н = 1 см и по (1.1) определяем пролет настила, принимая q^н = Р= 20 кН/м² = 0,002 кН/см²:

см, l_н = 104,4 см.

Назначаем шаг балок настила кратно А = 1200 см, а = 100 см.

Собственный вес настила q_н = 0.785 кН/м², см. п. 1.3.

Рис. 1.4. Компоновка ячейки балочной клетки нормального типа

1.4.2. Балочная клетка усложненного типа

Рис. 1.5. Компоновка ячейки балочной клетки усложненного типа

Следуя рекомендациям п. 1.2., назначаем шаг вспомогательных балок при А = 1200 см, а = 300 см.

По (1.1) определяем пролет настила при t_н = 1 см и q_н = Р = 0,002 кН/см² ; l_н = 104,4 см. (см. п. 1.41)

Шаг балок настила назначаем кратно В = 500 см, b=100 см.

2. РАСЧЕТ ПРОКАТНЫХ БАЛОК

По статической схеме балки в системе балочной клетки принимаются разрезными, шарнирно опертыми.

По типу сечения балки настила и вспомогательные балки, как правило, выполняют из прокатных двутавров по ГОСТ 8239-89.

2.1. Расчет балки настила

Балки настила воспринимают нагрузку непосредственно от настила и передают ее на главные балки (в балочной клетке нормального типа) или на второстепенные балки (в балочной клетке усложненного типа). Рис. 2.1.

Рис. 2.1. К расчету балок настила

2.1.1. Определение нагрузки на балку настила

Для определения величины нагрузки, действующей на 1 м погонный балки необходимо знать грузовую площадь, приходящуюся на одну балку. Из рис. 2.1 видно, что в нормальном типе балочной клетки это будет площадка шириной а, в усложненном типе - площадка шириной b.

Тогда значение нормативной и расчетной погонных нагрузок для балочной клетки нормального типа можно определить по формулам:

q^н_бн=(Р+g_н)а; (2.1)

q^р_бн=(Р_f1 + g_н_f2)а, (2.2)

где _f1 = 1,2 и _f2 = 1,05 - коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для полезной нагрузки - Р и собственного веса настила - g_н.

Для балочной клетки усложненного типа формулы определения нормативной и расчетной нагрузок запишутся

q^н_бн=(Р+g_н)b; (2.3)

q^р_бн=(Р_f1 + g_н_f2)b. (2.4)