Сравнение вариантов балочной клетки

2.1.3. Сравнение вариантов балочной клетки.

Расход стали на 1 м2 площади балочной клетки покрытия по главным балкам:

- по первому варианту - m1 = 118,94 кг/м2

- по второму варианту - m1I = 77,2 кг/м2

Вывод: по расходу стали более экономичен второй вариант. Поэтому к дальнейшему проектированию принимаем второй вариант усложненной балочной клетки. Тип сопряжение вспомогательной и главной балок определится после расчета высоты главной балки.

2.2. Проектирование составной сварной главной балки.

Разрезная балка загружена сосредоточенными нагрузками. Нагрузки на балку передаются в местах опирания на нее вспомогательных балок. Сосредоточенные силы подсчитываются по грузовой площади:

Агр = Lв Lбн = 7× 2,5 = 17,5 м2

Сбор нагрузки на главную балку

Таблица 5

Коэффициент

2.2.1. Подбор сечения главной балки

Сечение составной сварной балки состоит из трех листов: вертикального - стенки и двух горизонтальных - полок (рис. 9).

Расчетный изгибающий момент

Мmax = 9(G+P)Lбн - 4,5(G+P)Lбн = 4,5(G+P)Lбн = 4,5×272,525×2,5 = 3065,91 кН×м

Для принятой толщины листов полок tf ≤ 20 мм расчетное сопротивление стали С375 равно Rу =345 МПа. Коэффициент условия работы gс =1. В первом приближении с1 = 1,1.

Требуемый момент сопротивления:

Высоту сечения балки h предварительно определим по соотношению между hоптW, hопт,f и hmin, где hоптW - оптимальная высота сечения из условия прочности; hопт,f - оптимальная высота сечения из условия жесткости; hmin - оптимальная высота сечения из условия минимальной жесткости, при обеспечении прочности.

1) оптимальная высота балки из условия прочности:

,

где  - отношения высоты балки к толщине стенки в пределах kW = 125…140. Принимаем kW = 130.

2) оптимальная высота балки из условия жесткости:

,

где , n0 = 231,94 - для пролета L = 17,5 м

3) высота балки из условия минимальной жесткости при обеспечении прочности:

Выбор высоты балки

Т.к. hmin < hоптW < hопт,f , принимаем h = hоптW

Высота главной балки должна соответствовать наибольшей строительной высоте перекрытия согласно заданию:

h ≤ hc max - tн,

где tн - толщина настила.

Наибольшая строительная высота перекрытия определяется разностью отметок верха настила и габарита помещения под перекрытием:

hc max = 8,4 - 6,6 = 1,8 м

Т.к. h = 1199 см < hc max - tн = 1800 - 6 = 1794 мм -оставляем выбранную высоту h = 1199 см.

Принимаем толстолистовую сталь шириной 1250 мм. С учетом обрезки кромок с двух сторон по 5 мм hW = 1250 -10 = 1240 мм.

По коэффициенту kW = 130 определяем толщину стенки: tW = hW /kW = 1240/130 = 9, 5 мм. Принимаем tW =10 мм. Толщину полок назначим равной tf =18 ≤ 3 tW = 30 мм.

Полная высота балки:

h = hW + 2 tf = 1240 + 2×18 = 1276 мм

Момент инерции стенки:

Требуемый момент инерции полок:

Jтр = Jтр max - JW,

где Jтр max определим по двум значениям из условий

а) прочности Jтр = 0,5Wтр h = 0,5×8848,2×127,6 = 564512,2 см4

б) жесткости Jтр = 530132 см4

Jтр = 564515,2 - 158885 = 405630,2 см4

Требуемая площадь сечения полки:

Толщина стенки из условия обеспечения ее местной устойчивости:

В расчете было принято 1,8 см, что больше tf = 1,42 см.

Ширину полки назначаем из условия  или bf = 427 …256 мм. Принимаем bf =360 мм, что соответствует ширине листа универсальной стали по сортаменту. Уточним собственный вес балки по принятым размерам.

Площадь поперечного сечения:

А = 2Аf + АW = 2× 1,8 × 36 + 1,0×124 = 253,6 см2

Вес погонного метра балки:

gг = gS Аy = 77 × 0,02536×1,03 = 2,01 кН/м,

где gS= 77 кН/м - удельный вес стали;

y = 1,03 - конструктивный коэффициент, учитывающий вес ребер жесткости и сварных швов.

Вес главной балки на участке между вспомогательными балками:

Gг = gг Lбн = 2,01 × 2,5 = 5,025 кН

Уточним нагрузки на балку, полученные в табл.5.

Нормативная Рn + Gn = 210,0 + 13,25 + 5,025 = 228,275 кН

Расчетная Р + G = 252 + 13,9 + 5,33 = 271,23 кН

Уточним усилия. Изгибающие моменты от нормативных и расчетных нагрузок

Мn max = 4,5(Gn +Pn )Lбн = 4,5×228,275×2,5 = 2568,09 кН×м

Мmax = 4,5(G+P)Lбн = 4,5×271,23×2,5 = 3051,4 кН×м

Перерезывающая сила на опоре

Qmax = 3(G+P)= 3×271,23 = 813,69 кН

Геометрические характеристики сечения балки

Момент инерции

Момент сопротивления

Найдем отношение площадей полки и стенки

Найдем коэффициент с = 1,118. Т.к. в балке имеется зона чистого изгиба, принимаем с1 = с1m = 0,5(1+с) = 1,059

Похожие работы

Проектирование металлических конструкций балочной площадки промышленного здания

Скачать

22205

1

19

... сопротивление стали Ry=240 Мпа = 24,5 кН/см2 -предел текучести стали Ru=360 Мпа = 37 кН/см2 Предельный прогиб стального листового настила: Предельный прогиб БН и ВБ: Предельный прогиб ГБ: Рассмотрим два варианта компоновки балочной площадки. 1)  Нормального типа 2)  Усложненного типа 2.1 Балочная клетка нормального типа Проектируем балочную клетку нормального типа. В ...

Конструирование балочной клетки

Скачать

43431

12

39

... 3,35<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления. Проверка общей устойчивости балки - расчет на общую устойчивость не требуется. 5. СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ. Таблица 10 Наименование элементов 1- вариант 2- вариант 3- вариант Расход стали, кг/ Количество балок, шт Расход стали, кг/ Количество балок, шт ...

Здания и сооружения

Скачать

317684

6

0

... , необходимых для осуществления проектного решения. СНиП 11-01-95 “Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений”. Проект состоит из технологической и строительно-экономической частей. Экономическое обоснование технологической части выполняется инженерами-технологами и экономистами-технологами, а ...

Проектирование металлических конструкций

Скачать

20634

0

11

... = 13,92 кН/см2; 2,65<13,92 – условие выполняется. Проверка жесткости: , (15)  ; 0,0047<0,004 –жесткость балки обеспечена. qннаст+бн=0,71+0,260=0,97 кН/м2.   5. Проектирование составной балки Принимаем сталь С255, L=10 м, qн=10 кН/м2, pн=6 кН/м2, qннаст+бн=0,97 кН/м2, , tн=9 мм. Рисунок 4 – Расчетная схема главной балки Собственный вес балки принимаем ориентировочно ...