Технико-экономическое сравнение вариантов компоновки ячеек балочных клеток

Методические указания

Игорь Константинович Родионов

Подписано в печать Оперативная печать.

Формат 60х84/16. Бумага оберточная белая.

Усл. п. л. 1,3 Уч.- изд. 1, 2. Тираж

Заказ №

Тольяттинский государственный университет

Министерство образования Российской Федерации

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Строительные конструкции и архитектура»

Технико-экономическое сравнение

вариантов компоновки ячеек балочных клеток

Методические указания

Тольятти, 2005 г.

624.014.2:65.011.46

Методические указания содержат методику оценки рационально­сти компо­новок ячеек балочных клеток. Пред­назначены для студентов специальности 290300 «Про­мышленное и гражданское строительство» очной и очно-заочной форм обучения при выполнении курсовой ра­боты по проектированию рабочей площадки промыш­ленного здания.

Ил.7. Табл.1. Библиогр.:7 назв.

Составитель доц., к.т.н И.К. Родионов

Научный редактор доц., к.т.н. В.И. Шполтаков

Утверждено редакционно-издательской секцией методического совета университета.

Тольяттинский государственный университет

Содержание

1. Выбор оптимального варианта компоновки ячейки балочной клетки	3
2. Расчет элементов ячеек балочных клеток	5
2.1 Расчет плоского стального настила	6
2.2 Расчет балок	8
3. Пример технико-экономического сравнения вариан­тов ком­поновки ячейки балочной клетки	9

Р

26

екомендуемая литература

1. Конструктивные решения элементов и узлов рабочих площа­док промыш­ленных зданий: Методические указания. Сост. Родионов И.К. – Тольятти: ТГУ, 2005.

2. Конструктивные решения элементов и узлов рабочих площа­док промыш­ленных зданий: Приложение к методическим указаниям (графическая часть).Сост. Родионов И.К.– Тольятти: ТГУ, 2005.

3. Металлические конструкции / Под общ. ред. Е.И. Беленя.– М.: Стройиздат, 1986.

4. Металлические конструкции. В 3т. т1. Общая часть. (Спра­вочник проектиров­щика) / Под общ. ред. В.В. Кузнецова (ЦНИИ Проектстальконструкция им. Н.П. Мельникова) – М.: изд-во АСВ, 1998.

5. Металлические конструкции, В 2т. т.1 Конструкции зданий. Под ред. засл. деят. науки РФ, д.т.н. проф. В.В. Горева. – М.: Высшая школа, 1999.

6. СНиП II-23-81. Нормы проектирования. Стальные конструк­ции. – М.: Строй­издат, 2001.

7. СНиП II-6-74. Нормы проектирования. Нагрузки и воздейст­вия. – М.: Стройиз­дат, 1967.

1. В 3 ыбор рационального варианта компоновки ячейки балочной клетки

Проектирование рабочей площади при заданной сетке колонн начинается с выбора наиболее выгодной компо­новки ячейки балочной клетки. Выбор произ­водится с помощью технико-экономического сравнения несколь­ких возможных вариантов компоновки. Для сравнения могут быть использованы следующие по­казатели:

– расход стали на 1 м² ячейки;

– стоимость стали, расходуемой на 1 м² ячейки (определя­ется в случае применения сталей различных ма­рок);

– количество типоразмеров балок на ячейку;

– количество отправочных марок балок на ячейку.

Первые два показателя характеризуют экономичность сравниваемых вариан­тов ячеек и определяются по ре­зультатам расчета их элементов (настила и балок). Два других характеризуют трудоемкость изготовления эле­ментов ячеек и их мон­тажа.

При заданной нагрузке и известной сетке колонн изменения в компоновке ячейки приво­дят лишь к незначительным изменениям массы главных балок; по­этому технико-экономические показатели при сравне­нии вариантов определяют без учета главных балок, т.е. учитывают только настил и балки заполнения ячейки (балки настила и вспомогательные).

В

4

курсовой работе достаточно провести технико-экономическое сравнение двух вариантов компоновки ячейки балочной клетки: нормального и усложнен­ного типов [1, 2]. В случае мало отличающихся между собой показателей расхода и стоимости рекомендуется прини­мать вариант с менее трудоемкими в изготовле­нии и монтаже конструкциями.

При компоновке ячеек назначаются расстояния ме­жду балками настила и вспомогательными балками (шаги балок).

Расстояние между балками настила a определяется несущей способностью и жесткостью настила и обычно при стальном плоском листе составляет 0,6 – 1,6 м, а при настиле из сборных железобетонных плит 2,0–3,5 м [2, рис. 1–4]. Шаг вспомогательных балок l₂ обычно назначается в пределах 2–5 м [2, рис. 3,4] и дол­жен быть кратен пролету главной балки.

В качестве балок настила и вспомогательных балок наи­более целесообразно при­менять обычные прокатные двутавры.

Компоновку ячейки необходимо производить с уче­том места расположения монтажного стыка и главной балки: балки настила (БН) в нормальном типе ба­лочной клетки или вспомогательные балки (ВБ) в усложненном типе не должны попадать на монтажный стык главной балки (ГБ), т.к. осложняется конструкция их сопряжения.

Балки настила обычно размещают на одинаковых расстояниях по длине глав­ных балок (в балочных

К

25

оличество отправочных марок балок в ячейке со­ставляет 24 штуки, т.е. 20 штук БН и 4 штуки ВБ.

Количество типоразмеров балок в ячейке – 2 шт., т.е. 1 шт. БН и 1 шт. ВБ.

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Для удобства сравнения тех­нико-экономические показа­тели обоих вариантов сведем в таб­лицу.

Как видно из таблицы, практически по всем показа­телям первый вариант явля­ется более выгодным по срав­нению со вторым, т.е. компоновка ячейки ба­лочной клетки нормального типа является более экономичной и менее трудоем­кой.

Таблица сравнения вариантов

п.п.	ТЭП	Размер-ность	Вариант1	Вариант2
1	Расход стали на 1 м^2 ячейки	кг/м^2	120,7	123,07
2	Количество отправочных марок ба­лок в ячейке	шт.	12	24
3	Количество типоразмеров балок в ячейке	шт.	1	2

Проводить сравнение по стоимости стали, затраченной на 1 м² ячеек, в дан­ном случае нецелесообразно, так как в обоих вариантах принята одна и та же марка стали.

о

24

тноше­ния:

,

т.е. общая устойчивость балки обеспечена.

Проверим жесткость вспомогательной балки:

т.е. жесткость балки тоже обеспечена.

Таким образом, принятая вспомогательная балка отвечает предъявленным к ней требованиям прочности, общей устойчивости и жесткости, т.е. удовлетворяет тре­бованиям и 1-ой, и 2-ой групп предельных состояний.

Определение ТЭП

Расход стали на 1 м² настила:

7850 кг/м³ּt = 7850 кг/м³ּ 0,01м = 78,5 кг/м³

Расход стали на балки настила, отнесенный к 1 м² ячейки:

Расход стали на вспомогательные балки, отнесенный к 1 м² ячейки:

Расход стали на 1 м² балочной ячейки усложненного типа:

к

5

лет­ках нормального типа) или поддерживающих их вспомо­гательных (в усложненных балочных клетках). Также с равным шагом рас­полагают вспомогательные балки в ба­лочных клетках усложненного типа. В пре­делах ячеек оси крайних балок настила (в балочных клетках нор­мального типа) или вспомогательных (в усложненном типе) могут совмещаться с разбивочными осями колонн [2, рис.1,3], а могут быть смещены с осей на половину шага [2, рис.2,4].