Выбор стали для несущих конструкций. Компоновка конструктивной схемы технологической площадки

Библиографический список рекомендуемых учебных пособий, применяемых при проектировании, приведен в конце данного пособия.

При проведении расчетов следует использовать Международную систему единиц (СИ), а также положения СН 528–80 "Перечень единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве".

1. ВЫБОР СТАЛИ ДЛЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Стали для строительных конструкций принимают по табл. 50 [4], приложению В [] в зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооружений, условий их эксплуатации, климатического района строительства и способа соединения деталей и элементов.

2. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ

Для технико-экономического анализа необходимо рассчитать не менее двух вариантов решений балочной клетки: нормального и усложненного типов. Различная компоновка балочной клетки практически не влияет на величину нагрузки на главную балку, поэтому при сравнении вариантов главную балку из рассмотрения исключают.

Порядок компоновки площадки рекомендуется принять следующим.

1. Предварительно определяют толщину настила по приведенным рекомендациям в зависимости от величины полезной нагрузки.

2. Устанавливают шаг вспомогательных балок.

3. Определяют расчетом шаг балок настила l_n в пределах 0,6-2,0 м, причем выбранный шаг должен быть кратен длине балки, на которую они опираются.

2.1. Расчет листового несущего настила

Шаг балок настила определяется несущей способностью и жесткостью настила.

Главные балки опираются на колонны и располагаются вдоль больших расстояний между колоннами.

При  известном  размере  ячейки  балочной  клетки А х В, первоначально назначается шаг вспомогательных балок  а = 25 м, кратно А (рис. 1.3).        Затем определяется шаг балок настила b в зависимости от пролета настила l_n и его толщины t_n. Значение b принимается кратным В.

Рис. 1.3   Ячейка балочной клетки усложненного типа

Настил  непосредственно воспринимает полезную нагрузку от массы технологического оборудования,  транспорта, обслуживающего персонала и  пр.  Для стальных настилов используют листы толщиной  t_н = 0.61.6 см, в зависимости от действующей нагрузки согласно таблице

Таблица 1

Полезная нагрузка, pn кН/м2	Менее 10	11…20	21…25	26…30	Более 30
Рекомендуемая толщина настила,  tn  мм	6…8	8…10	10…12	12…14	14…16

Требуемую жесткость настила, согласно рекомендациям СНиП [], принимаем  .

В зависимости от    и рⁿ определяют  либо графически - по графикам Лейтеса [1];   либо рассчитывают по формуле:

                                        ,                                             (1.1)

где n₀==150(200) - величина, обратная заданному относительному прогибу;  q_н - нормативная полезная нагрузка на настил;

 кН/см²,

E = 2.06·10⁴ кН/см² - модуль упругости стали,

v  = 0.3 - коэффициент Пуассона.

По известному отношению  можно определить l_н, задавшись толщиной настила t_н .

Определив пролет настила, находят шаг балок настила, с учетом кратности пролета. Величиной  пролета  настила  можно  варьировать  в  пределах

10 см. Если условие кратности шага балок настила пролету после вариации не выполняется, необходимо 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.

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 по ГОСТ 82-70.

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.

Рис. 1.4. Компоновка ячейки балочной клетки нормального типа

1.4.2. Балочная клетка 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.

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

Рис. 1.5. Компоновкаячейки балочной клетки усложненного типа

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, ГОСТ 26020 – 83.

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

Определение расчетной нагрузки на балку настила удобно выполнять