[Нитонисе]

Вот такая расчетная схема пролетной конструкции - предположительно балка.



Предназначена эта конструкция для устройства монолитного перекрытия. Габарит по высоте жестко определен как 800 мм. По данным условиям подобрана сварная стальная балка с полками 400х34 мм и стенкой толщиной 16 мм. Получается приличная масса такой балки - 3.5 тонны.

Что можно было бы сделать для облегчения данной конструкции? На сколько уместно пытаться использовать какую-то ферменную конструкцию?

[3MEi86]

Нитонисе, сечение не прикидывал, но вам в ваших рассуждениях нужно получше разобраться. Увеличение ширины пояса приведетт к увеличению жесткости, а стенка жесткости много не дает (в сравнении с поясами). Попробуйте увеличить ширину пояса. И если балка сварная, то есть смысл сделать её переменного сечения.

[Нитонисе]

Сообщение от Ильнур Я бы наоборот залез бы в габарит бетона, РАЗРЕЗАВ плиту. Сразу и жесткость будет, и легкость. Второстепенные бы оставил на прежней отметке.

Второстепенных балок нет, ж/б плита опирается непосредственно на данные балки. Можно конечно придумать какие-то привариваемые полки для опирания плиты, но сама разрезка приведет к увеличению армирования.

Сообщение от Chebyn Предложите изменить расчетную схему.

Расчетная схема диктуется архитектурой, поэтому тут ничего не поменять.

Сообщение от 3MEi86 Нитонисе, сечение не прикидывал, но вам в ваших рассуждениях нужно получше разобраться. Увеличение ширины пояса приведетт к увеличению жесткости, а стенка жесткости много не дает (в сравнении с поясами). Попробуйте увеличить ширину пояса. И если балка сварная, то есть смысл сделать её переменного сечения.

Ширину пояса менять не сильно хочется, тем более что изменение этого параметра не сильно эффективнее наращивания толщины полки. Хотя, пролетную часть можно и уширить. Но пока склоняюсь к сохранению ширины балки постоянной и изменению только толщин листов. На консоли и в опорных зонах полка/стенка - 20/10, в пролете 42/16.

[Ильнур]

Сообщение от Нитонисе Второстепенных балок нет, ж/б плита опирается непосредственно на данные балки. .

А почему так жестоко? Как я понял, полезная нагрузка типа 1 т/кв.м. при шаге балок 6 м. Почему бы не ввести ВБ и облегчить саму плиту? В итоге наверно все будет проще и экономней...

[Нитонисе]

Сообщение от Ильнур А почему так жестоко? Как я понял, полезная нагрузка типа 1 т/кв.м. при шаге балок 6 м. Почему бы не ввести ВБ и облегчить саму плиту? В итоге наверно все будет проще и экономней.

Да это вообще-то стандартно. Для железобетона пролет 6.5 метра - норма. Зачем материалоемкость повышать еще второстепенными балками? А полезная нагрузка 300-400 кг/м2.

Сообщение от Нитонисе Для железобетона пролет 6.5 метра - норма

я б кинул швеллерки небольшие, профлист да тонкий слой бетона. С головой бы хватило. Причем швеллерки в уровень с основными балками, естественно, с учетом жестких требований по высоте.

[Surely]

Не знаю предлагали или нет, но как вариант можно использовать предварительное напряжение балки, это снизит в целом прогибы и следовательно вы элементы балки можете сделать меньшего сечения, что снизит её массу.

[Ильнур]

Сообщение от Нитонисе Да это вообще-то стандартно. Для железобетона пролет 6.5 метра - норма. Зачем материалоемкость повышать еще второстепенными балками? А полезная нагрузка 300-400 кг/м2.

Ну, насчет нормы конечно вопрос философический. Однако при полезной нагрузке в 400 кг/кв.м и пролете 6,5 м набираем 2,6 т/м. Плита пусть 4,4 т/м. Итого 7. А как Вы набрали 10,5 т/м?

Самый лучший вариант - выкинуть балку и сделать кессон

[Нитонисе]

Сообщение от Ильнур Однако при полезной нагрузке в 400 кг/кв.м и пролете 6,5 м набираем 2,6 т/м. Плита пусть 4,4 т/м. Итого 7. А как Вы набрали 10,5 т/м?

А перегородок кирпичных еще много. Да высотой 4 метра.

Кто-нибудь может подсказать программное решение по определению прогибов балок с переменным сечением?

[Stanum]

Нитонисе, любая программа мкэ. Абсолютно любая. Даже демоверсия.

[Нитонисе]

Сообщение от Stanum Нитонисе, любая программа мкэ. Абсолютно любая. Даже демоверсия.

Да, только там максимальный прогиб не словить точно. Может есть какие-то программы попроще, но функциональнее в этом смысле.

[Ryntik]

Сообщение от Ильнур Пытаться включить бетон перекрытия - так же рискованно (как и преднатяг), совместность работы будет сильно зависеть от качества работ, т.е. кол-во факторов, влияющих на надежность, увеличится в разы - это и марка монолита, и швы приварки анкеров, и трещины в бетоне и т.д.

марка бетона будет влиять, но не столь значительно, при толщине плиты 220мм(в расчетах в запас можно и марку пониже принять). Швы приварки анкеров смотрите видео(особых проблем по качеству не вижу):

Нажмите для просмотра

http://www.youtube.com/watch?v=2PO_3pKXYMkнасчет трещин не понял - там где они будут, учитываем в расчете, там где не будут, не учитываем. Насчет 'т.д.' тоже не понял. И кстати, когда сварную балку будут сваривать(переменного сечения), насчет качества швов(пусть даже и заводксих) уже беспокоиться не надо? тем более когда коеффициент использования балки по двум предельным состояниям близок к единице.
П.С. мое личное мнение, не учитывать работу плиты перекрытия в подобных конструкциях - глупо. Из своего личного опыта имеются примеры, где благодаря этому экономились сотни тонн металла.

Нитонисе
так в любой проге ведь можно. разбейте стержень на 'н' частей, и каждой часте присвойте ЕI.
Offtop: переменно сечение по длине в роботе есть

[Stanum]

Нитонисе, больше конечных элементов, и словите точнее, если вы собираетесь считать балку из первого поста, то разбейте стержень, так чтоб смена сечения проходила плавно.

[soppr]

Преднапрячь металлическую балку?

Сообщение от soppr Преднапрячь металлическую балку?

можно

[Ильнур]

Сообщение от Ryntik марка бетона будет влиять, но не столь значительно

и сама плита будет влиять незначительно, а для значительного влияния (шоб сотни тонн съэкономить) надо соотвествующее армирование. На данный момент армирование скорее однонаправленное.

Когда сварную балку будут сваривать(переменного сечения), насчет качества швов(пусть даже и заводксих) уже беспокоиться не надо?

Надо, но сварка поясных швов автоматом на заводе - дело поставленное, с высокой гарантией на выходе. К тому же поясной шов - не слабое место сварной балки. Бетон же варьирует сильно, там сильнее надо беспокоиться.

Да, только там максимальный прогиб не словить точно.

Выложите расчетную схему с сечениями, назовите точность.

[Нитонисе]

Сообщение от Ильнур Выложите расчетную схему с сечениями, назовите точность.

Габариты балки 400х800. Желтые участки балки: пояс - 20 мм, стенка - 10 мм. Красный участок: пояс - 42 мм, стенка - 16 мм. Желательная точность нахождения координаты экстремума прогиба - 0.01 метра. Интересуют максимальный пролетный прогиб и выгиб консоли. Не знаю какой вы программой будете пользоваться, но может быть там есть возможность найти требуемый момент инерции красного участка балки для получения пролетного прогиба 50 мм?

Дополнительный вопрос - толщина полки 42 мм - это не слишком? Никогда такие толстые листы не применял. Если полка слишком толстая, тогда надо бы ее уширять, а не утолщать.

[Ryntik]

и сама плита будет влиять незначительно

как это будет влиять не значительно? ее толщина 220мм! даже при марке бетона Б20, прочность эффективной ширины бетонного сечения на сжатие будет выше прочности метал.профиля на растяжение, разница по сравнению с другими марками бетона будет лишь в велечине высоты сжатой зоны, которая в свою очередь влияет на несущую спосбность не по линейному закону. Будет также разница в прогибе, в связи с меньшим модулем упругости бетона и большим коеф. ползучести, однако в нашем случае, велечнина прогиба для композитного сечения проходит с достаточным запасом.
А какой арматуре вы говорите? Зачем арматура в сжатой зоне? Или вы про арматуру над опорой? Так там момент не большой, там пару стерженьков(в добавок к конструктивной арматуре) вверху плиты по эффективной ширине поставил и все(там по-моему один даже профиль держит). А на продольный срез там за глаза хватит рабочей арматуры плиты над балками. Расход дополнительной арматуры на балку составит не более 60-100кг.

Сотни тонн были сэкономлены на объектах с общим количеством металла порядка 600-800тонн. Да тут на этих десятки балках можно было бы сэкономить около 15 тонн.
Offtop: интересно, какое решение вы бы делали, если скажем максимально допустимая высота балки могла бы быть не 800мм, а например 600, или даже 500. Кесон наверное

[Stanum]

Три разных сечения
без индекса, предложено Вами прогиб более 50 мм.
индекс 2) максимальное сечение из предложенных Вами для всей балки
индекс 3) полки шириной 600 для центральной часть стенка и полка везде 1 и 2 см соответственно

[Sarman]

Заложить прокатную балку 80Ш1 по СТО АСЧМ и все тут. Будет весить (14,3+3,05)х164,6= 2855,81 кг.
Offtop: в сортаменте до 100Ш4 катают
еще вместо монолитной плиты можно пустотки применить