Конструирование балки

Конструирование балок
Проектирование и расчет начинают с анализа предполагаемой конструктивной схемы сооружения или его фрагмента. В результате формируется расчетная схема балки с указанием типов, мест приложения и интенсивности нагрузок. При длине балки более 6 метров балка должна состоять из отправочных марок – частей балки выполненных на заводе.
Размеры отправочной марки подбирают:
1. из условия удобства транспортировки;
2. из условия длины листовой стали;
3. из условия удобства изготовления отправочных марок.
Отправочные марки выполняют в заводских условиях, соединяя детали сварными швами или болтами.
Отправочные марки доставляют на площадку, закрепляют в кондуктора, соединяют монтажными стыками и затем монтируют на колонны. Первые швы – швы стенки главной балки, вторые швы – угловые, третьи швы – привариваются нижний и нижний пояса. Для выполнения монтажного шва в месте крепления верхнего и нижнего поясов оставляют на заводе непровар на величину 500 мм, для предотвращения сварных деформаций во время монтажной сборки.

Конструирование балок
Порядок проектирования:
1. Принимаем решение о марке стали;
2. Определяем расчетную схему балки (если на пролете сосредоточено не менее 8 сосредоточенных нагрузок, то считают загружение равномерным). Определяют нормативную и расчетную нагрузку на нее.
3. Определяем расчетные усилия (максимальный момент и поперечную силу).
4. По расчету устанавливаем все геометрические параметры балки. все размеры принимают в соответствии с сортаментом.
5. Определяется длина отправочной марки.
6. Выполняется чертеж отправочной марки, спецификация на уровне КМ и КМД.

Определение толщины стального настила балочных клеток
Для того, чтобы верно рассчитать и сконструировать сварную балку, нужно принять оптимальную толщину настила. Наиболее выгодное решение по расходу материалов получается при минимальной толщине настила, поэтому для настилов рекомендуется использовать листы толщиной:
tn=6 – 8 мм при нагрузке на настил q≤10 кН/м2;
tn=8 – 10 мм при нагрузке на настил 11
tn=10 – 12 мм при нагрузке на настил 21
tn=12 – 14 мм при нагрузке на настил q>30 кН/м2.

Определение толщины стального настила балочных клеток

Подбор сечений и проверка несущей способности прокатных балок
В качестве прокатных балок применяются двутавры с уклоном внутренней грани полок, с уклоном параллельных граней полок. Их № подбираются в соответствии с ГОСТ и только тогда, когда мы не можем подобрать прокатный двутавр, а это имеет место при большой нагрузке мы используем сварной двутавр.
1) исходные данные
2) статический расчет. Суть этого блока состоит в выборе расчетной схемы балки и ее статического расчета.
3) конструктивный расчет.

Прокатную балку рассчитываем по двум предельным состояниям. По первому предельному состоянию мы должны обеспечить несущую способность балки (прочность, общую устойчивость, местную устойчивость элементов). По второму предельному состоянию мы должны обеспечить пригодность балки к ее нормальной эксплуатации, при этом прогиб балки не должен превышать предельной. Мы должны гарантировать не наступление первого и второго предельного состояния.
Подбор сечений и проверка несущей способности прокатных балок

Подбор сечений и проверка несущей способности прокатных балок

Подбор сечений и проверка несущей способности прокатных балок

Подбор сечений и проверка несущей способности прокатных балок

Подбор сечений и проверка несущей способности
прокатных балок

Проверка жесткости прокатных балок

Высота балок, выбор высоты составных балок
Определение высоты главной балки выполняется с соблюдением трех условий:
наименьшего расхода металла;
требуемой жесткости конструкции;
заданной строительной высоты перекрытия.

Высота балок, выбор высоты составных балок

Высота балок, выбор высоты составных балок

Высота балок, выбор высоты составных балок
Строительную высоту главной балки рассчитываем исходя из максимально возможной высоты перекрытия и вида опирания балок настила.
Опирание балок настила можно предусматривать поэтажное или в одном уровне. При поэтажном опирании балок учитывается толщина настила и высота балки настила, при опирании в одном уровне – только толщина настила.
Поэтажное опирание балок перекрытия
Опирание балок в одном уровне

Высота балок, выбор высоты составных балок