Металлические конструкции

m = B∙L∙t∙p,

У

где p – удельная масса железобетона;

L – пролет главной балки;

B – пролет балки настила;

Н

t – толщина настила.

Стоимость стальных балок, монолитного железобетонаТс учетом

Б

стоимости его укладки и стоимость монтажа стальных конструкций

определяются по действующим расценкам на время строительства.

В качестве примера (см. таблицу 1.1) ориентировочно приняты

следующие расценки:

и

– стоимость стальных балок – 950 у. е. за 1 т;

– стоимость монолитного железобетона с учетом стоимости его

укладки – 190 у. е. за 1 м3;

й

овления

– стоимость монтажа стальных конструкций – 240 у. е. за 1 т.

Трудоемкость монтажа 1 т стальных конструкций балочной

клетки – 1,8 чел-дн.

т

р

3

Трудоемкость

изго

стальных конструкций – 2,0 чел-дн.

(на 1 т конструкц й).

з

Трудозатраты на готовление 1 м железобетона и на укладку

1 м3

о

монолитного железобетонного настила (с учетом деревянной

опалубки) – 2,9 чел-дн.

п

Р

2. МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКЦИЙ И СОЕДИНЕНИЙ

мать по таблицам 3 и 56 [7].

Н

У

Монтажные стыки главных балок выполняют сварными или на

таблицей

высокопрочных болтах. Механические характеристики таких бол-

тов следует принимать в соответствии с

Б61* [7].

и

р

3. РАСЧЕТ ПРОКАТНЫХ БАЛОК

о

Расчет на прочность бал к (к ме балок с гибкой стенкой), изги-

т

баемых в одной из главных пл ск стей, следует выполнять в соот-

ветствии с 5.12 [7] по формуле

з

M

о

1,

(3.1)

и Wn,min Ró c

M

1,

(3.2)

c1Wn,min Ry c

где c1Wn,min Wpl

– пластический момент сопротивления;

с1 – коэффициент, принимаемый не менее единицы и не более

коэффициента с по таблице 66 [7].

У

Т

На первом этапе расчета балок настила расчетные усилия разре-

шается определять по формулам

M αMá

и Q αQá ,

где α = 1,01–1,02 – коэффициент, учитывающий собственный вес

балок;

й

Н

Мб и Qб – соответственно балочные значения момента и попе-

речной силы.

Б

При расчете балок настила и второстепенных балок требуемый

р

момент сопротивления соответственно определяют по формулам:

о

при упругой стадии раб ты мате

иала

т

M

и

;

Wcalc

з

Ry c

при работе в пласт ческой стадии

п

о

Wcalc

M

.

чением

c1

Ry ñ

Р

По значению Wcalс из сортамента в соответствии с принятым се-

(двутавр,

швеллер и др.)

выбирают близлежащий номер

параграфом 5.12 [7] выполняется по следующей формуле:

У

Q S

1,

(3.3)

I tw Rs c

Т

Н

где Q – расчетное значение поперечной силы;

S – статический момент сдвигаемой части сечения брутто отно-

сительно нейтральной оси;

Б

I – момент инерции поперечного сечен я;

tw – толщина стенки.

й

Сечение балок считается подоб анным удовлетворительно, если

отношение усилий по ф рмуле (3.1)или(3.2) и (3.3) близко к 1,0.

Выполняется проверка

сти балок на нормативные нагрузки.

р

Прогибы балки не д лжны превышать предельных значений,

установленных

проектированияо

. Для разрезной балки, за-

груженной равномерно распределенной нагрузкой, прогиб можно

жестк

определить по формуле

нормами

з

5

q

l4

о

fmax

n

fu ,

(3.4)

384

EJ

qnп– нормативная нагрузка;

l – пролет балки;

где

Р

сжатого пояса bf не превышает предельно допустимых значений (lef /

bеf), определяемых по формулам таблицы 8 [7].

У

Если эти требования не выполняются, то проверку общей устой-

чивости балок необходимо вести в соответствии с 5.15 [7].

Н

Проверки местной устойчивости поясов и стенки прокатных ба-

лок не требуется, так как она обеспечена их толщинами, принятыми

в сортаменте.

Б

Т

Пример расчет балки настила

й

(Один из вариантов расчета балки настила балочной площадки)

балки

Подобрать сечение балки наст ла, шарн рно опертой на главные

пр

балки. (Главная балка в данном

мере не рассматривается). Сече-

ние балки подобрать из прокатного двутавра. Настил – железобе-

олет

тонная монолитная плита. П

настила l = 5,4 м. Шаг ба-

лок настила α = 1,8 м. Н рмативная (в еменная) статическая равно-

ент

мерно распределенная п лезная нагрузка от стационарного техно-

и

логического оборудования, обслуживающего персонала и т. п. рп =

= 18 кН/м2. Коэфф ц

надежности по ответственности зданий и

з

сооружений n = 0,95.

есчаном

1. Определение нагрузок на перекрытие, подбор сечения балки.

Принимаем т лщину железобетонной монолитной плиты 10 см

(таблица П 1.1). С став пола – керамическая плитка, уложенная на

цементно

-

растворе.

Сбор нагрузок на перекрытие балочной площадки приведен в

Р

таблицеп3.1.

№

Нормативная

Расчетная

Наименование нагрузок

нагрузка,

γf

нагрузка,

п/п

кН/м2

кН/м2

1

Керамическая плитка

0,18

1,2

0,216

У

2

Цементно-песчаный раствор

0,3

1,3

0,39

3

Монолитная железобетонная плита

2,5

1,1

2,75

толщиной 10 см

Т

4

Полезная нагрузка

18

1,2

21,6

Итого

20,98

Н

24,956

Б

Значения коэффициентов надежности по нагрузке γf

приняты в

соответствии с таблицей 1 [4].

В соответствии с таблицами 50* и 51* [7] для балок принимаем

й

сталь марки С245 с Ry = 240 МПа для фасонного проката при t ≤ 20 мм.

и

В соответствии с таблицей 6 [7] коэффициент условия работы γс = 1,1.

Расчетная схема балки приведена на р сунке 3.1.

р

q

о

т

и

l =5400

з

M

о

п

е

Q

Рисунок 3.1 – Расчетная схема балки

РВыполним предварительный подбор сечения балки без учета ее

q l2

42,675 5, 42

M

155,55 êÍ ì .

У

8

8

Требуемый момент сопротивления

Н

Wcalc

M

155,55 103

526 ñì 2.

Т

c1 Ry c

1,12 240 1,1

Б

й

По сортаменту выбираем двутавр I № 35

1 со следующими ха-

рактеристиками сечения:

и

Wх = 581,7 см3; Jх = 10060 см4; h = 346 мм; bf

= 155 мм; tw = 6,2 мм;

tf = 8,5 мм; p = 38,9 кг/м

р

0,389 кН/м.

о

Уточняем расчетную наг узку на балку с учетом ее собственного

веса:

т

и

q′ = n·(q + p · γf) = 0,95 · (24,956 · 1,8 + 0,389 · 1,05) = 43,062 кН/м.

з

8

о

8

Расчетное начение изгибающего момента

п

M

q l2

43,062 5, 42

156,96 кН·м.

е

=

2

2

Р

Расч тное значение поперечной силы в опорной части

M

=

156,96 103

0,925 1,0,

1,105 581,7 240 1,1

c W R

y

γ

1

x

c

где с1 = с = 1,105 (по таблице 66 [7]), так как

Af

t f bf

0,85 15, 5

0, 646 ,

У

Aw

tw (h 2t)

0, 62 34, 6 2 0,85

и в средней части балки (где действует Мmax) τ = 0 < 0,9,

Rs = 0,9 · 139,2 = 125,28 МПа.

Т

Прочность балки на изгиб обеспечена.

3. Проверка прочности по поперечной силе в опорной части бал-

ки (при М = 0) (см. 5,18* [7]):

Н

Б

Q

116, 27 10 3

=

= 0,306 < 1,

tw hw Rs c

10 3

0,62

0,329 139, 2 1,1

й

где hw = h – 2 tf = 34,6 – 2 · 0,85 = 32,9 см;

и

Rs = 0,58·Ry = 0,58·240 = 139,2 МПа – расчетное сопротивление

стали сдвигу.

р

Прочность балки на срез

беспечена.

4. Проверка жесткос

о

балки настила:

т

36, 25 5404 10 1

5 q l4

5

fmax

и

=

1,94 см <

384 E

384

5

10060

J x

2,06 10

з

о

< fu

l

540

2,84 см,

190

п

190

a + p) =

0,95(20,98 1,8 + 0,389) = 36,25 кН/м – нор-

q' = 0,95(pn

мативная нагрузка на балку настила;

где

fи – подсчитано по интерполяции (приложение 3).

Жесткость балки обеспечена.

Р

4. РАСЧЕТ ГЛАВНЫХ БАЛОК СВАРНОГО СЕЧЕНИЯ

В балочной площадке главные балки, как правило, проектируют из

составных сварных двутавров симметричного сечения (рисунок 4.1),

реже – несимметричного. Для экономии материала в составных

балках изменяют сечение по длине в соответствии с эпюрой изги-

бающих моментов. В этом случае упругопластическая работа мате-

риала не допустима.

У

bf

bef

Т

f

Н

t

Б

x

x

й

o

и

h

h

р

w

h

о

т

и

f

t

з

Рисунок 4.1 – Сечение составной сварной балки

о

п

е

4.1. Определение нагрузок и расчетных усилий

При определении нагрузок на главную балку необходимо учиты-

Рвать нагрузки от покрытия, тип балочной площадки, конструкцию

сопряжения балок настила (этажное или в одном уровне) с главной.

Нагрузку от собственного веса главных балок учитывают прибли-

женно путем увеличения опорных реакций балок настила на 2–5 %

Расчетный изгибающий момент в середине пролета главной бал-

У

ки и поперечная сила на опоре соответственно

Т

q

l

2

q

l

Н

M

ýêâ

и

Q

ýêâ

,

8

2

Б

где l – пролет главной балки.

4.2. Определен е высотыйбалки

и

Проектирование составных бал к обычно ведут в два этапа:

1) компоновка и подб р сечения балки;

р

2) проверка прочнос