Расчет элементов ячейки

1. Расчет настила.

Конструктивная и расчетная схемы настила пред­ставлены на рис.1. Ве­ли­чина временной норматив­ной

Вычисляем максимальное значение изгибающего момента;

Подбор сечения будем производить с учетом работы балки в упругопластичной стадии [6, п.5.18]:

По сортаменту (ГОСТ 8239-89) принимаем

I18, имеющий W_x^тр = 143 см³ , I_x^ф = 1290 см⁴ , линейную плотность 18,4 кг/м = 0,184 кН/м.

Р

Рис. 3. Ячейка балочной клетки нормального типа

18

11

асчет элементов ячейки

1. Расчет настила.

Расчет выполняем по аналогии с расчетом на­стила балочной клетки нор­мального типа. По графикам (рис.2) для = 24 кН/м² и [f/a] = 1/150 опреде­ляем требуе­мую величину отношения пролета настила к тол­щине а/t = 101. С учетом а = 1,0 м толщина настила t = 100/101 = =0,99 см. По ГОСТ 19903–73^* прини­маем настил толщиной t = 10 мм. Нормативная величина нагрузки от массы на­стила будет равна:

2. Расчет балок настила.

Примем этажное опирание балок настила на вспомога­тельные (рис.6,а). Рас­четную схему вспомогательной балки в запас прочности и жесткости можно принять в виде однопролетной шарнирно опертой балки пролетом l₁ (рис.6,б). О

.

пределяем нормативную и расчетную величины нагрузки, действующей на балку настила:

нагрузки, действующей на настил (q_vⁿ=24 кН/м²), находится в пределах 50 кН/м². Прочность настила при дан­ной нагрузке будет обеспечена, поэтому расчет производим только по жесткости. Критерием жестко­сти для изгибаемых элементов является величина пре­дельного относительного прогиба; для стального настила

[f/a] = 1/150 ([6], табл.40).

Р

асчет настила будем производить с помо­щью графиков (рис.2). Для за­дан­ной нагрузки q_vⁿ=24 кН/м² и предельно допустимого относитель­ного прогиба [f/a]=1/150 определяем требуемое отношение пролета настила к его толщине (a/t = 101); тогда минимальная толщина настила t = a/101 =

=100 см/101=0,99 см. По ГОСТ 19903-74* принимаем толщину настила t = 10 мм ([3], прил. 14, табл.5).

Н

12

17

астил передает вниз на балки настила вре­менную нагрузку и на­грузку от соб­ственной массы. Нормативная величина нагрузки от массы на­стила, распреде­ленной на 1 м² площади q_нⁿ может быть оп­ределена умноже­нием объемной плот­ности стали на толщину листа:

g

ⁿ_н=78,5кН/м³  t = 78,5кН/м³  0,01м = 0,785кН/м².

2. Расчет балок настила.

К

Рис. 5. Ячейка балочной клетки усложненного типа.

онструктивная схема опирания балок настила на главные балки пред­став­лена на рис.4,а. В запас прочности и жесткости в качестве расчетной схемы прини­маем однопролетную балку с шарнирными опо­рами (рис.4, б).

Каждая балка настила воспринимает на­грузку, действующую в преде­лах ее грузовой площади. Расчетная балка (рис.3) воспринимает вре­менную нагрузку и постоянную нагрузку от массы настила, действующие в преде­лах грузовой по­лосы, шириной а.

Таким образом, нормативная нагрузка, дейст­вующая на балку настила:

У

читывая опасность опирания ВБ на монтажный стык ГБ, принимаем вари­ант со смещением крайних вспомогательных балок в ячейке на полшага с попереч­ных осей (рис.5).

Балки настила располагаем вдоль главных балок с шагом а=1,0 м, кратным пролету вспомогательных балок

3

16

13

. Определение ТЭП.

Расход стали ни 1 м² настила определяем умноже­нием объемной плотности стали на толщину листа:

Расход стали на балки на­стила, отнесеный к 1 м² ячейки, можно определить делением линейной плотности балок на их шаг:

g_бн^п/а = 42,2 кг/м / 1,0 м = 42,2 кг/м²

Расход стали на 1 м² балоч­ной ячейки нормального типа определяем, как суммар­ную величину расхода на настил и на балки настила:

Рис. 4. К расчету балки настила:

а) конструктивная схема;

б) расчетная схема;

в) эпюра изгибающих моментов.

Количество отправочных марок балок в ячейке со­ставляет 12 штук (12шт. БН).

Количество типоразмеров балок в ячейке – 1шт, т.е. балка I 33 конструктив­ной длиной 5980 мм (про­лет в осях 6000 мм, по 10 мм привязка с двух сторон).

ВАРИАНТ 2. Ячейка балочной клетки усложнен­ного типа.

Компоновка ячейки

Как и в ячейке балочной клетки нормального типа, главные балки распола­гаем, перекрывая больший пролет. Вспомогательные балки размещаем с шагом l₂=3.0 м, кратным пролету главных.

Расчетная на­грузка определяется с учетом ко­эффициентов надежности по переменной нагрузке и постоянной нагрузки .

.

Коэффициенты надежности по нагрузке приведены в [7]. Для стального листа =1,1. Временная нагрузка в примере не конкрети­зиро­вана, поэтому условно при­мем коэффициент ее надежности =1,2.

О

14

пределим величину расчетной погонной на­грузки, действующей в дан­ном конкретном случае на балку настила:

Величина максимального изгибающего момента, действующего в середине пролета рассматриваемой балки (рис.4,в), определяется как

Подбор сечения балки будем производить с учетом воз­можности развития в ней пластических деформаций ([6], п.5.18):

,

где: - расчетное сопротивление стального проката на сжатие, растяжение и из­гиб. ([6], табл. 51); в данном случае =24 кН/см²

с₁ – коэффициент, определяемый по ([6], фор­мулы 42,43); в курсовой ра­боте для двутавровых балок по ГОСТ 8239-89 можно для упрощения с достаточ­ной точностью принять с₁=1,1 (3);

15

- коэффициент условий работы ([6], табл. 6); в рассматриваемом примере =1,0.

С учетом конкретных значений , с₁, определяем требуемый момент со­противления:

По ГОСТ 8239–89 принимаем двутавр I33, имею­щий и линейную плот­ность .

Прочность принятой балки обеспечена, так как . Обеспечена и об­щая устойчивость балки: нагрузка на нее передается через стальной жест­кий лист настила, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно к нему приваренный ([6], п. 5.16).

Проверим жесткость балки. Для этого определим относительный прогиб f / l₁ и сравним его с предельно допустимым значением [f / l₁] =1/250 ([6]], табл. 40):

т.е., жесткость балки обеспечена. Таким образом, балка отвечает предъявляе­мым к ней эксплуатационным требо­ваниям по 1-й и 2-й группам предельных состоя­ний.