Балки переменного сечения серия: Серия Шифр 11-2537КМ Стальные конструкции каркасов типа Канск – Библиотека государственных стандартов

Серия Шифр 11-2537КМ Стальные конструкции каркасов типа Канск

Tserber

размещено: 03 Декабря 2011

Серия Шифр 11-2537КМ Стальные конструкции каркасов типа Канск; одноэтажных производственных зданий с применением несущих рам из прокатных широкополочных и сварных двутавровых балок с шагом 12 м. Чертежи КМ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Каркасы зданий состоят из поперечных сплошностенчатых рам, прогонов, стоек торцевого фахверка, вертикальных связей, подкрановых балок и путей подвесных кранов.
Кровля однопролетных и многопролетных зданий – двускатная с уклоном 2,5%.

Привязка стенового ограждения принята по граням колонн и стоек торцевого фахверка.
Продольный фахверк запроектирован без промежуточных стоек с ригелями пролетами 12 м.
В торцах здания рамы отсутствуют, кровля на крайних участках опирается на стойки торцевого фахверка и колонны крайних рядов.
Опирание прогонов на ригели запроектировано в одном уровне для создания жесткого диска покрытия из стального профилированного настила.
Продольная жесткость каркаса обеспечивается вертикальными связями по каждому ряду колонн.
Поперечная жесткость каркаса обеспечивается: по промежуточным осям – поперечными рамами с колоннами, жестко защемленными в ригели и шарнирно-опертыми на фундаменты, по торцам – Г-образными рамами, образованными крайними колоннами, жестко защемленными в крайние торцевые балки покрытия.
Для кровельного покрытия предусмотрено применение стального оцинкованного профилированного настила по ГОСТ 24045-86.
Ригели запроектированы из стальных двутавровых балок с ребрами жесткости, с односторонними поясными швами, с отверстиями для прокладки коммуникаций.
Колонны запроектированы из широкополочных двутавровых прокатных балок в крайних рядах переменного сечения с усиливающей накладкой в зоне максимального давления.
Прогоны пролетом 12 м запроектированы из тонкостенных сварных двутавровых балок, с односторонними поясными швами.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
Шифр 11-2537КМ разработан взамен серии 1.420.3-15, вып. 1, 2с.

13.56 МБ

Серия 2.020-1.08 Строительная система «Уникон». Узлы каркасов производственных и общественных зданий со стальными рамами переменного сечения. Выпуск 0

Стройграфик

размещено: 28 Сентября 2010

Строительная система «Уникон». Узлы каркасов производственных и общественных зданий со стальными рамами переменного сечения
Выпуск 0-1 Материалы для проектирования(имеется каталожный лист)

Комментарии

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные участники
Авторизоваться

Комментарии 1-6 из 6

МОПС , 29 сентября 2010 в 17:35

#1

Славно!

AlexRudz , 01 октября 2010 в 11:58

#2

Спасибо

gb , 18 мая 2011 в 08:58

#3

Спасибо! Качественный документ.

UVZ , 05 июля 2012 в 12:04

#4

Спасибо!

Le[us] , 08 декабря 2012 в 03:26

#5

Спасибо

Kaha251184 , 29 мая 2018 в 00:32

#6

Спасибо

630636306463065630666306790757

6.79 МБ

Сварные двутавры, любые виды двутавровых балок от компании Андромета

Завод легких металлоконструкций «Андромета» предлагает сварную двутавровую балку типоразмеров Б, Ш, К по ГОСТ 8239, ГОСТ 26020, ГОСТ 57837, СТО АСЧМ 20-93 и нестандартных сечений по ТЗ Заказчика  (в том числе неравнополочные двутавры, двутавры со смещенной стенкой, двутавры переменного сечения и др.). Материал: углеродистые стали С255 (3сп), низколегированные стали С345 (09Г2С), другие марки сталей — по заданию.

Завод оснащен современной технологической линией для производства сварной двутавровой балки постоянного и переменного сечения с широким диапазоном характеристик. Сварка выполняется по аттестованной НАКС технологии АФ (автоматизированная сварка под флюсом). На линии реализована интеграция в единый технологический цикл под общим программным управлением всех операций изготовления балки: предварительная сборка, прецизионная сборка на прихватках, автоматическая дуговая сварка профиля, правка геометрии профиля, а также входные, выходные и промежуточные операции перемещения и кантования.

Основные типы и характеристики двутавровых балок, выпускаемых ООО «Андромета»

Характеристика	Диапазон значений
Ширина полок b, мм	160 – 800
Толщина полок t, мм	6 – 40
Высота стенки h, мм	180 – 1500
Толщина стенки s, мм	5 – 32
Длина балки l	4000 – 12 000
Угол наклона стенки балки переменного сечения α	0 – 25o
Материал	С 235 – С 350, другие — по заданию

СИММЕТРИЧНЫЕ ДВУТАВРЫ

Симметричная балка – базовый вариант исполнения двутавра, наиболее универсальный и часто используемый на практике  элемент конструкций каркасных зданий и сооружений. Эффективность двутавра обусловлена тем, что основная масса металла сконцентрирована в местах возникновения максимальных напряжений, т.е.  на максимальном удалении от центра сечения. Возможность изготовления широкого размерного ряда двутавровых балок, которую дает применение сварных технологий, позволяет избежать перерасхода металла по сравнению с прокатной балкой и оптимизировать конструктивные решения зданий.

НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ДВУТАВРЫ С ПОЛКАМИ РАЗНОЙ ШИРИНЫ

Применение неравнополочных двутавров позволяет создавать более рациональные модели каркасов, максимально экономно используя материал. Например, при несимметричном распределении напряжений относительно  нейтральной оси  двутавра ее целесообразно сместить относительно геометрического центра, сосредоточив  массу в зоне максимальных напряжений, например – применив двутавр с полками разной ширины. Примером практического применения двутавра с несимметричными полками могут  быть подкрановые балки  для кранов средней грузоподъемности (10-30 т): их делают составными с развитым верхним поясом для  восприятия сил поперечного торможения.

НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ДВУТАВРЫ С ПОЛКАМИ РАЗНОЙ ТОЛЩИНЫ

При работе профиля на сжатие или изгиб критическим параметром часто является не прочность, а устойчивость: симметричный двутавр с сечением, достаточным с точки зрения несущей способности, оказывается неприменим по устойчивости в  месте воздействия максимальной сжимающей силы. Например, таким местом являются верхние полки двутавра, выполняющего функцию балки перекрытия или покрытия. Если, не меняя площадь сечения, увеличить их толщину по отношению к нижним (т.е. перераспределить  материал, сохранив его массу), можно добиться выполнения требуемых условий по устойчивости  без увеличения металлоемкости элемента. 

ДВУТАВРЫ СО СМЕЩЕННОЙ СТЕНКОЙ

При  проектировании зданий со специальными техническими требованиями или сложными архиткетурными элементами иногда возникает необходимость применить данную  нестандартную геометрию сечения.  Технологическая возможность изготовления таких элементов расширяет набор иснтрументов оптимицации для проектировщика. Предельным случаем двутавра со смещенной стенкой является такой распространенный профиль, как швеллер , часто используемый, например, в качестве балки перекрытия.

ДВУТАВРЫ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ

Использование двутавров переменной высоты обеспечивает более равномерное распределение напряжений во всех точках конструкции, и как следствие  — более экономичное  использование металла  (снижение металлоемкости может достигать 20 – 30%). Примерно в 25% задач применение двутавров с переменной высотой стенки оказывается более рациональным, чем балок постоянного сечения. Типичным примером таких задач являются рамные конструкции большепролетных зданий, в которых колонны и стропильные балки часто выполняют из  двутавров переменной высоты. Оборудование, используемое на заводе ООО «Андромета», позволяет изготавливать балку переменного сечения с широким диапазоном углов  наклона стенки, что дает проектантам дополнительные возможности для повышения эффективности конструкции.

Возникли вопросы?

Получите бесплатную консультацию

Напишите Ваше имя и телефон с кодом города, мы перезвоним

Узнать цены Вы всегда можете, позвонив в наш отдел продаж:
+7 (495) 565-37-61

Бесплатный звонок по России:
+7 (800) 5555-166

Наши специалисты предоставят Вам исчерпывающую информацию.

Серия ПК-01-06 Напряженно-армированные железобетонные сборные балки для покрытий производственных зданий

ТИПОВЫЕ ДЕТАЛИ И КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

 

СЕРИЯ ПК-01-06

 

СБОРНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ ДВУСКАТНЫЕ БАЛКИ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ ЗДАНИЙ ПРОЛЕТАМИ 12 И 18 М С ШАГОМ БАЛОК 6 М

 

Выпуск 1.	Балки напряженно-армированные цельные стендового изготовления для пролетов 9, 12, 15, 18 м со стержневой арматурой
Выпуск 2.	Балки струнобетонные цельные стендового изготовления
Выпуск 3.	Балки предварительно напряженные струнобетонные для пролетов 12, 15, 18, 24 м
Выпуск 4.	Балки напряженно армированные цельные стендового изготовления для пролетов 12, 15 и 18 м со стержневой арматурой (укороченные)
Выпуск 5.	Балки предварительно напряженные струнобетонные для пролетов 12, 15, 18 м (укороченные)
Выпуск 6.	Балки предварительно напряженные стендового изготовления со стержневой арматурной для пролетов 12, 15, 18 и 24 м
Выпуск 7.	Балки предварительно напряженные стендового изготовления со стержневой арматурой для пролетов 12, 15, 18 м (укороченные)
Выпуск 8.	Рабочие чертежи балок с натяжением арматуры на упоры

Сварная балка. Балка переменного сечения

Сварные балки

Большинство металлоконструкций имеют высокую массу, что  увеличивает расчетную нагрузку на фундамент.  Одним из вариантов  решения  этой проблемы становятся сварные балки. Они уменьшают массу несущей конструкции.

Если балка работает на изгиб, то полка несет наибольшую нагрузку, а стенки — меньшую. От сюда следует, что больше металла должно идти именно на полку балки.

Использование сварочных соединений дает возможность создавать разные профили. Существует большое количество типоразмеров балок: высотой от 3 метров и более разной длины. Сварные балки являются самым рациональным способом использовать разные листы по горизонтали  (пояса) с вертикальными (стенками). Большой популярностью пользуются  балки с широким толстым поясом  и высокими тонким стенками. Пояс может быть выполнен и из прокатного швеллера или гнутого профиля. Бывают варианты, когда используется более одного листа, что бы придать дополнительные свойство конструкциям.

Экономическим показателем сечения является отношение момента сопротивления к площади сечения. Чем  выше этот показатель, тем меньше требуется металла, что бы противостоять изгибу.  Очень тонкие вертикальные стенки будут неустойчивы. Выбирают оптимальный размер.

Выбор способа производства зависит от его серийности.  При мелкосерийном и частном производстве выпускают сварные металлоконструкции. На больших предприятиях в крупносерийном производстве выгоднее будет прокат – двутавровый профиль. В технологии изготовления присутствует автоматизация, что значительно снижает себестоимость и расширяет ассортимент.

Балки переменного сечения

 Многие компании предлагают изготовить сварную конструкцию желаемых размеров, что помогает сэкономить на металле и, соответственно, уменьшит затраты на строительство.

Переменное сечение лучше распределяет несущую нагрузку и значительно экономит материал. Допускаемые напряжения для балок с постоянным профилем иногда ничем для переменного. Затраты на производство таких балок немного выше. Выбирают исходя из общей экономии, архитектуры здания и эстетичного вида.

Применение

Из балок делают несущие конструкции для покрытия, перекрытия, площадки под оборудования, лестницы и т.д. Главными балками называют те, которые имеют опору на стенки или колонны. Если балка опирается на главную балку, то ее называют второстепенной. Поверх балок кладут  железобетонные плиты или стальные листы. Когда на балку идет сильная нагрузка, тогда ее делают методом сварки  из 3-ех стенок с ребрами жестокости  и 2-ух поясов.

Лекция № 30. Расчет балок переменного сечения

Лекция № 30. Расчет балок переменного сечения.

Подбор сечений балок равного сопротивления.

   Все предыдущие расчеты относились к балкам постоянного сечения. На практике мы имеем часто дело с балками, поперечные размеры которых меняются по длине либо постепенно, либо резко.

Ниже рассмотрено несколько примеров подбора сечения и определения деформаций балок переменного профиля.

   Так как изгибающие моменты обычно меняются по длине балки то, подбирая ее сечение по наибольшему изгибающему моменту, мы получаем излишний запас материала во всех сечениях балки, кроме того, которому соответствует . Для экономии материала, а также для увеличения в нужных случаях гибкости балок применяют балки равного сопротивления. Под этим названием подразумевают балки, у которых во всех сечениях наибольшее нормальное напряжение одинаково и должно быть равно допускаемому.

Условие, определяющее форму такой балки, имеет вид

и

   Здесь М(х) и W(x) — изгибающий момент и момент сопротивления в любом сечении балки; W(х) для каждого сечения балки должен меняться пропорционально изгибающему моменту.

   Эти условия справедливы и для сечения с наибольшим изгибающим моментом; если обозначить — момент сопротивления балки в сечении с наибольшим изгибающим моментом , то можно написать:

(1)

   Покажем ход вычислений на примере. Рассмотрим балку пролетом l, защемленную концом А и нагруженную на другом конце силой Р (Рис.1). Выберем сечение этой балки в виде прямоугольника; задачу о надлежащем изменении момента сопротивления можно решать, меняя высоту или ширину балки или тот и другой размер вместе.

Рис.1. Расчетная схема балки равного сопротивления

 

   Пусть высота балки будет постоянной , а ширина переменной—. Момент сопротивления в сечении на расстоянии х от свободного конца будет , а изгибающий момент ; момент сопротивления опорного сечения , a наибольший изгибающий момент в опорном сечении . В расчете имеют значения лишь абсолютные величины М(х) и

По формуле (1) получаем:

откуда

т. е. ширина меняется по линейному закону в зависимости от х. При ширина равна .

   Вид балки в фасаде и плане показан на Рис.1. Такое очертание балки получается, если учитывать ее прочность только по отношению к нормальным напряжениям; ширина в сечении В обращается в нуль.

   Однако необходимо обеспечить прочность и по отношению к касательным напряжениям. Наименьшая ширина балки, требуемая этим условием, определится из уравнения

или, так как

   Таким образом, исправленное очертание балки предопределяет минимальный размер ширины и утолщение свободного края консоли.

 

Определение деформаций балок переменного сечения.

   При определении прогибов и углов поворота для балок с переменным сечением надлежит иметь в виду, что жесткость такой балки является функцией от х. Поэтому дифференциальное уравнение изогнутой оси принимает вид

где J(x) — переменный момент инерции сечений балки.

   До интегрирования этого уравнения можно выразить J(x) надлежащей подстановкой через J, т. е. через момент инерции того; сечения, где действует ; после этого вычисления производятся так же, как и.для балок постоянного сечения.

   Покажем это на примере, разобранном выше. Определим прогиб балки равного сопротивления, защемленной одним концом, нагруженной на другом конце силой Р и имеющей постоянную высоту. Начало координат выберем на свободном конце балки.

Тогда

Дифференциальное уравнение принимает вид:

Интегрируем два раза:

Для определения постоянных интегрирования имеем условия: точке А при прогиб и угол поворота или

и

отсюда

и

Выражения для у и принимают вид;

Наибольший прогиб на свободном конце балки В получится при : он равен

Если бы мы всю балку сделали постоянного сечения с моментом инерции J, то наибольший прогиб был бы

т. е. в 1 раза меньше.

   Таким образом, балки переменного сечения обладают большей гибкостью по сравнению с балками постоянной жесткости при одинаковой с ними прочности. Именно поэтому, а не только ради экономии материала, они и применяются в таких конструкциях, как рессоры.

Балки переменного сечения — Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

Между тем такое возможно только в теории, в природе физических тел постоянного сечения не существует. Металлопрокат, используемый для изготовления большого количества строительных конструкций, имеет некоторые отклонения от геометрических размеров, эти отклонения нормируются ГОСТами. Для деревянных брусьев, используемых как балки, стойки, подкосы и т.д. и изготавливаемых на различном оборудовании, относительная величина отклонений может быть еще больше. А у бетонных и железобетонных элементов геометрические размеры зависят от качества и точности выставления опалубки, а также от соблюдения технологических требований.

Кроме того в природе не существует абсолютно изотропных материалов, все конструкционные материалы рассматриваются как изотропные с некоторой степенью условности.

Тем не менее рассматривать элементы конструкции, как некие тела, имеющие постоянное сечение, при небольших относительных отклонениях от геометрической формы вполне допустимо, так как погрешность расчетов в таких случаях не превышает 0.1-1%. К тому же при расчетах на прочность используются не нормативные значения сопротивления материала, а расчетные — полученные в результате деления нормативного значения на коэффициент, учитывающий максимально возможные отклонения от нормативных значений, возникающие в результате неоднородности материала, погрешностей геометрии и т.п.

Однако в строительстве нередко используются элементы конструкций, имеющие ярко выраженное переменное по длине сечение. Например, любую железобетонную балку, в растягиваемой зоне которой возникают трещины, можно рассматривать как балку переменного сечения, так как приведенная высота сечения сжимаемого бетона в месте действия максимального изгибающего момента уменьшается в 1.5-2 раза в результате образования трещин в растягиваемой зоне. 

Балки переменного сечения по характеру изменения размеров поперечного сечения можно разделить на 4 основных вида:

Геометрическими параметрами поперечного сечения являются высота и ширина сечения. Определение высоты и ширины зависит от выбора системы координат.

1. Балки ступенчатого сечения

К балкам ступенчатого сечения относятся балки, имеющие постоянное сечение на протяжении некоторого участка, скачкообразно изменяющееся в начале и конце участка. В зависимости от того, какой именно параметр изменяется, балки переменного сечения можно разделить на несколько подвидов:

1. а. Балки со ступенчато изменяющейся шириной поперечного сечения.

1.б. Балки со ступенчато изменяющейся высотой сечения. К таким балкам можно отнести монолитные железобетонные перекрытия по ригелям. Если рассматривать такие перекрытия, как однопролетные, то ригели будут локальными изменениями высоты сечения. Между тем более правильно такие перекрытия рассматривать, как многопролетные неразрезные балки, при этом ригеля являются дополнительными упругими опорами, но если крайние пролеты имеют усиленное армирование для восприятия моментов, максимальных в крайних пролетах, то даже при постоянной высоте сечения такие перекрытия можно рассматривать, как балки со ступенчато изменяющейся высотой сечения в крайних пролетах. Дело в том, что железобетон — композитный материал и приведенный центр тяжести сечения, через который проходит ось стержня изменяет свое положение не только при появлении трещин, но и при изменении диаметра арматуры.

1.в. Балки со ступенчато изменяющейся высотой и шириной сечения. Примером таким балок являются валы с выточками.

2. Балки постоянной высоты и переменной ширины

2.а. Изменение ширины можно выразить линейной зависимостью.

2.б. Изменение ширины можно выразить другой математической зависимостью.

2.в. Изменение ширины очень трудно выразить математической зависимостью.

3. Балки постоянной ширины и переменной высоты

3.а. Изменение высоты можно выразить линейной зависимостью.

3.б. Изменение высоты можно выразить другой математической зависимостью. К таким балкам можно отнести железобетонные элементы прямоугольного сечения с трещинами в растянутой зоне сечения.

3.в. Изменение высоты очень трудно выразить математической зависимостью.

4. Балки переменной высоты и ширины

4.а. Изменение высоты и ширины можно выразить линейной зависимостью.

4.б. Изменение высоты ширины можно выразить другой математической зависимостью. К таким балкам можно отнести железобетонные элементы непрямоугольного сечения с трещинами в растянутой зоне.

4.в. Изменение высоты ширины очень трудно выразить математической зависимостью.

Отдельный интерес представляют балки с перфорированной стенкой и фермы, которые также можно рассматривать как балки переменного сечения, если соединение в узлах не шарнирное, а жесткое. Ну а кто выполнял расчет для всех растений и животных, да и для самого человека — до сих пор остается загадкой, известно лишь то, что расчеты эти выполнены с непостижимой для человеческого ума точностью и предусмотрительностью, ну а безукоризненная реализация этих расчетов вызывает еще большее восхищение. Достаточно взглянуть на ближайшее дерево, представляющее собой с точки зрения строительной механики жестко защемленный непрямолинейный стержень очень переменного сечения. При этом дерево не только выдерживает снеговые, ветровые нагрузки, нагрузки от многочисленных птиц, животных, иногда человека, но еще и живет своей малопонятной жизнью.

Человек пока не научился создавать подобные конструкционные материалы, зато очень хорошо научился пользоваться природными материалами. Например, наши предки использовали изделия из древесины в качестве балок перекрытия, причем на заре строительства, когда из деревообрабатывающего оборудования у человека был только кремниевый топор, эти балки были переменного сечения, так как представляли собой бревна, имевшие различный диаметр в начале и конце балки. При этом никаких особенных расчетов, как это принято сейчас, не делалось. Так как ни строительная механика, ни теория сопротивления материалов, ни даже сам язык, используемый человеком для общения, еще не сформировались.

Сейчас, когда разделы физики, изучающие закономерности взаимодействия сил и особенности возникновения напряжений в различных материалах, достигли значительных успехов, а строительные технологии поднялись на очень высокий уровень, балки переменного сечения используются еще чаще, а в будущем интерес к балкам переменного сечения будет только возрастать, в основном потому, что человек стремится использовать окружающий его мир на все 100%, а современные балки постоянного сечения, материал которых используется на 20-40% станут непозволительной роскошью.

Впрочем, особенности расчета балок переменного сечения — это отдельная тема.