37.Балочные клетки и их типы.

Балочная клетка- система несущих балок.

Типы балочных клеток:

1)Упрощенный

а=800-2000мм

2)Нормальный тип

3) Усложненный

38.Виды сопряжений балок в балочных клетках.

1)Этажное

2)В одном уровне верхних поясов

3)Пониженное

39.Подбор сечения прокатных балок.Проверки прочности и жесткости.

Расчет ведется в два этапа:

1. Статический расчет:

1) разработка монтажной схемы балочной клетки, 2) выбор расчетной схемы,

3) сбор нагрузок,

4) определение расчетных усилий M_max(M_x, M_y), Q_max

2.Конструктивный расчет:

1) Определение требуемого момента сопротивления;

2) Подбор сечения;

3)Проверка прочности;

4)Проверка жесткости;

5)Проверка общей устойчивости;

6)Проверка местной устойчивости.

Подбор сечения

1. Определение требуемого момента сопротивления

Расчет по упругой стадии работы материала

а) При действии момента в одной из главных плоскостей W_тр=M_max/(R_y·γ_c)

б) При действии моментов в 2-х главных плоскостях W_тр= M_x/(R_y·γ_c)+ M_y/(R_y·γ_c)

Балки 2-го класса (расчет с учетом развития пластических деформаций).

а) При изгибе в плоскости наибольшей жесткости.

τ ≤ 0.9 R_S

W_тр= M_max/(R_y·γ_c·c)

б) При изгибе в 2-х главных плоскостяхи направлениях.

τ=Q_y/(2A_f) ≤ 0.5 R_S

W_тр= M_x/(R_y·γ_c·c_x) + M_y/(R_y·γ_c·c_y)

c_x, c_y - коэф. учитывающие развитие пластических деформаций

При подборе сечения, в первом приближении принимаем: c_x =1.12, c_y =1.47

По W_тр по сортаменту подбираем ближайший номер сечения, у которого W≥ W_тр. Из сортамента берем геометрические характеристики.

Проверка прочности

1)По нормальным напряжениям

Расчет по упругой стадии работы материала.

а) При действии момента в одной из главных плоскостей

σ=M_max/W_min≤R_y·γ_c

б) При действии моментов в 2-х главных плоскостях

σ=M_x/W_x ± M_y/W_y ±В/W_w≤R_y·γ_c

Расчет с учетом развития пластических деформаций.

1) При изгибе в плоскости наибольшей жесткости(I_x>I_y)

σ=M_max/(W_x,min·c_xβ )≤R_y·γ_c

2) При изгибе в 2-х главных плоскостяхи направлениях.

τ=Q_y/(2A_f) ≤ 0.5 R_S

σ=M_x/( W_x,min·c_xβ) ± M_y/( W_x,min·c_xβ) ±В/W_w ≤R_y·γ_c

2)По касательным напряжениям

Расчет по упругой стадии работы материала

Формула Журавского

τ = (Q_max·S_x)/(I_x ·t_ω) ≤ R_S · γ_c

R_S = 0.58 R_y

Расчет с учетом развития пластических деформаций

При расчете с учетом пластических деформаций в опорном сечении (M=0) касательные напряжения проверяют по формуле:

τ = Q_x/(А_w) ≤ R_S · γ_c

τ = Q_y/(2А_f) ≤ R_S · γ_c

Проверка жесткости

- Для балки однопролетной с равно-распределенной нагрузкой

f/l=(5·qⁿ · l³)/(384·E· I_x) ≤[f/l]

qⁿ – нормативная нагрузка на балку

- Для главных балок

f/l=(Mⁿ · L).(10·α·E· I_x)≤[f/l]

α = 0.8…0.9 – учитывает изменение сечения балки у опор. Если сечение не меняется, то α = 1

(СП 16 раздел 15 прил. Е)

40. Подбор сечения составных сварных балок.

При больших пролетах применяют составные сварные двутавры, т.к. исчерпан сортамент на прокатные двутавры. Одна из главных задач при подборе сечения – это установление высоты балки. Высота балки определяется экономическими соображениями, максимально допустимым прогибом и иногда строительной высотой.

Зависимость массы балки от высоты(1-балка, 2-стенка ,3 –пояс)

1)Определение высоты стенки.

Оптимальная высота определяется из условия экономичности h_опт=к*√W_тр/t_w

к=1,15…1,2 – для сварных балок

к=1,2…1,4 – для клепаных балок

t_w =3h+7 мм

Из условия жесткости определяется минимальная высота

h^min = (R_y^f·L)/(5· γ_f^ср · E· [f/l])

γ_f^ср – средний коэффициент надежности по нагрузке

Высота стенки принимается в сооответствии с условием h^min ≤ h_ef ≤ h_опт + ГОСТ на листовую сталь