Загальна характеристика балкових конструкцій робочих площадок

Металеві конструкції

РОБОЧІ ПЛОЩАДКИ ВИРОБНИЧИХ БУДІВЕЛЬ

Навчальний посібник

Київ 2009

УДК 642.014(075.8)

ББК 38.54

    Л13

 

Рецензенти: Нілов О.О., кандидат технічних наук, професор

Козовенко А.М., кандидат технічних наук, доцент

Лебедич І.М., кандидат технічних наук, старший науковий співробітник.

 

 

Затверджено на засіданні науково-методичної ради Київського національного університету будівництва і архітектури як навчальний посібник для вивчення навчальної дисципліни та виконання курсового проекту з дисципліни «Металеві конструкції» згідно з галузевим стандартом вищої освіти України за напрямом підготовки 6.060101 «Будівництво»

 

 

Лавріненко Л.І.

Л13    Металеві конструкції. Робочі площадки виробничих будівель: навчальний посібник / Л.І. Лавріненко. – К.: КНУБА, 2009. – 150 с

 

 

    ISBN

 

 

У посібнику викладено сучасні принципи компонування, розрахунку та конструювання балок та центрально-стиснутих колон. Необхідну увагу приділено формуванню конструктивних схем робочих площадок промислових будівель, розглянуто теоретичні питання розрахунку прокатних і складених балок та центрально-стиснутих колон, підбору їхніх перерізів. Детально розглянуто вузли балок і колон, а також методика їхнього розрахунку. Наведено приклади розрахунку балкових конструкцій і колон.

Призначено для студентів за напрямком підготовки 6.060101 «Будівництво».

 

УДК 642.014(075.8)

ББК 38.54

 

ISBN                                                                      © Л.І.Лавріненко, 2009

© КНУБА, 2009

Зміст

 

Вступ
Розділ 1. БАЛКОВІ КОНСТРУКЦІЇ
1.1. Загальна характеристика балкових конструкцій робочих площадок
1.2. Основи компонування балкових кліток
1.3. Настили
1.4. Розрахункові схеми балок
1.5. Основи розрахунку балок
1.6. Підбір перерізу прокатних балок
Приклад 1
Розділ 2. ПРОЕКТУВАННЯ СКЛАДЕНИХ БАЛОК
2.1. Компонування складених балок двотаврового перерізу
2.2. Зміна поперечного перерізу балки
2.3. Поясні з’єднання
2.4. Опорні частини балок
2.5. Вузли сполучення балок
2.6. Стики балок
Приклад 2
Розділ 3. ЦЕНТРАЛЬНО-СТИСНУТІ КОЛОНИ
3.1. Загальні принципи проектування
3.2. Суцільні колони
3.3. Підбір складеного перерізу суцільних колон
Приклад 3.1
3.4. Наскрізні колони
3.5. Компонування стрижня наскрізної
Приклад 3.2
Розділ 4. ВУЗЛИ КОЛОН
4.1. Бази колон
Приклад 4.1
Приклад 4.2
4.2 Оголовки колон
Приклад 4.3
Запитання для самоконтролю
Список література
Додаток 1
Додаток 2

Вступ

У навчальному посібнику систематизовано викладені сучасні принципи компонування, розрахунку та конструювання найпоширеніших конструкцій – балок і центрально-стиснутих колон.

Детально розглянуті конструктивні рішення балкових кліток робочих площадок, а також різні типи суцільних і наскрізних колон.

Необхідна увага приділена формуванню конструктивних схем робочих площадок промислових будівель, розглянуті питання порівняння варіантів таких схем і застосування різних типів настилів.

Посібник побудовано таким чином, що разом з викладенням практичних питань проектування площадок розглянуто теоретичні питання розрахунку прокатних і складених балок і центрально-стиснутих колон, підбору їхніх перерізів. Детально розглянуті вузли балок і колон, а також методика їхнього розрахунку та наведені приклади.

Викладення матеріалу відповідає вимогам глав [1,2], а також діючим інструктивно-нормативним матеріалам. Система позначень та індексів в основному базується на СТ СЭВ «Нормативно-техническая документация в строительстве. Буквенные обозначения».

Викладення матеріалу супроводжується прикладами розрахунку в обсязі, необхідному для виконання курсового проекту «Робоча площадка промислової будівлі» та окремих розділів дипломного проектування.

Зміст навчального посібника відповідає програмі курсів «Будівельні конструкції» та «Металеві конструкції» згідно з галузевим стандартом вищої освіти України підготовки бакалаврів за напрямом 6.060101 «Будівництво».

 

Розділ 1. БАЛКОВІ КОНСТРУКЦІЇ

Загальна характеристика балкових конструкцій робочих площадок

    Балками називають суцільностінчасті конструктивні елементи, що сприймають поперечне навантаження, від якого в них виникають внутрішні зусилля: згинальний момент і перерізувальна сила. Переріз балкових конструкцій обирається таким, щоб за максимального моменту опору , який безпосередньо впливає на величину нормальних напружень (), зберігалася найменша площа перерізу , від якої залежать витрати матеріалу. Тому мірою ефективності перерізу може служити ядрова відстань , значення якої бажано мати найбільшим. Якщо порівняти за цим показником декілька форм перерізів, наприклад, круглий – , прямокутний –  і двотавровий – , то зрозуміло, що останній є найвигіднішим з точки зору витрат матеріалу. Більше того, за майже нульової товщині стінки двотавра можна наблизити значення  до 0,5 , що використовується під час проектування деяких видів полегшених балок. Ефективність двотаврів і швелерів пояснюється відповідністю їхньої форми епюрі нормальних напружень, що виникають під час згину (рис. 1.1). Саме через це, умовно вважають, що полиці перерізу сприймають, в основному, згинальні моменти, а стінка – перерізувальні сили.

Залежно від прольоту, призначення, величини навантаження і його характеру використовують балки прокатні (двотаврового чи швелерного перерізу) та складені – двотаврові зварні чи на високоміцних болтах, за невеликих навантажень, найчастіше в легких конструкціях, – ефективні балки з холодногнутих швелерів і Z-профілів.

Площадки промислових будівель конструктивно вирішуються у вигляді балкової клітки (системи балок декількох напрямків зі сталевим настилом) і залежно від призначення поділяються на три групи:

 

– перехідні, посадкові й оглядові для обслуговування монорейок і легкого устаткування з тимчасовим навантаженням 2…4 кПа;

– ремонтні і оглядові площадки для обслуговування важкого устаткування, для ремонту ходових коліс кранів з тимчасовим навантаженням навантаженням до 20 кПа;

– площадки під важке стаціонарне та рухоме устаткування (робочі площадки важкої промисловості, головних корпусів ТЕЦ, ТЕС, АЕС тощо) з тимчасовим навантаженням понад 20 кПа.

 

Рис. 1.1. Порівняння типів перерізів балок:

а – круглого; б – прямокутного; в – двотаврого; г – ідеального двотаврового

 

Площадки перших двох груп (перехідні, посадкові, оглядові та ремонтні) кріплять, зазвичай, до основних несучих конструкцій будівлі чи до конструкцій, що підтримують устаткування. Так, площадки для обслуговування монорейок підвішують до конструкцій покриття. Робочі площадки третьої групи обпирають, як правило, на самостійні колони, а їхню незмінюваність забезпечують кріпленням до основних колон будівлі чи вертикальними в’язями.

В конструкціях робочих площадок найчастіше застосовують суцільні настили – сталеві з гладкої чи рифленої сталі, залізобетонні (монолітні чи зі збірних плит), а також сталезалізобетонні. В технологічних площадках для обслуговування устаткування використовують також гратчастий настил. В сталезалізобетонних настилах сталевий лист під час бетонування виконує функції опалубки, а потім включається в спільну роботу із залізобетоном.

У конструкціях, у яких зсувні напруження не дуже великі та не впливають вирішально на параметри перерізу, останнім часом все частіше застосовують тонкостінні балки – балки з гнучкою і з гофрованою стінками. Для отримання розвиненого по висоті ефективного перерізу із прокатних профілів створили балки з перфорованою стінкою. Ефективність використання тонкостінних і перфорованих балок зростає зі збільшенням прольоту та зменшенням поперечного навантаження.