Расчет настила

Таблица 1. Сбор нагрузки на 1м² настила

	Наименование нагрузки	Нормативная (кН/м2)	gf	Расчетная (кН/м2)
	Временная P		1.2	19,2
	Собственный вес настила где удельный вес стали –	0.924	1.05	0.9702
	Итого

Средняя величина коэффициента надежности по нагрузке

Принимаем расчетную схему настила (рис.4).

Рис.4 Расчетная схема настила

1–настил; 2–балка настила; 3–сварные швы

Сварные швы крепления настила к балкам не дают возможности его опорам сближаться при изгибе. Поэтому в настиле возникают растягивающие цепные усилия . Защемление настила сварными швами на опорах в запас не учитывают, считая опоры шарнирно неподвижными. Изгиб настила происходит по цилиндрической поверхности. Цилиндрический модуль упругости стали определяется по формуле:

.

В расчете определяется наибольший пролет полосы настила единичной ширины при заданной толщине листа и предельном прогибе

. (1)

В нашем примере после подстановки величин и в формулу (1), получаем:

(2)

В целях экономии стали пролет следует принимать как можно ближе к так, чтобы длина главной балки была кратна пролету . Так как величина зависит от пролета настила , задачу решают попытками, принимая пролет настила в интервале от 0.5 до 2.5 м. Принимаем В этом случае пролет укладывается десять раз по длине главной балки: Интерполяцией находим предельный прогиб для пролета :

Далее, по формуле (2) вычисляется наибольший пролет:

Так как на этом расчет заканчиваем.

В целях упрощения крепления балки настила к главной у ее опоры, смещаем на половину шага в пролет первую и последнюю балки настила. Тогда разбивка главной балки на панели имеет вид: (рис.5).

Рис.5 Схема балочной клетки нормального типа (1 вариант)

1- колонна; 2- главные балки; 3-балки настила.

Проверка прогиба настила:

Вначале вычисляется балочный прогиб, то есть прогиб от поперечной нагрузки в середине полосы шириной метр, имеющей цилиндрическую жесткость , без учета растягивающей силы :

Прогиб настила с учетом растягивающей силы определяется по формуле: Коэффициент находится из решения кубического уравнения (3)

Для решения примем , тогда ,

где

В нашем случае: ;

;

;

прогиб настила

относительный прогиб

предельный прогиб

Так как проверка прогиба удовлетворяется.

Проверка прочности настила:

Изгибающий момент с учетом приварки настила на опорах:

.

Растягивающая сила

.

Проверка прочности полосы настила шириной

Здесь площадь сечения настила

момент сопротивления настила

Расчет сварного шва крепления настила к балке:

1) Расчет по металлу шва

Коэффициент глубины провара шва (1, табл.34).

Коэффициент условия работы шва (1, п.11.2^*).

В соответствие с (1, табл.55) принимаем электроды типа Э42. Расчетное сопротивление металла шва при ручной сварке с электродами Э42 (1, табл.56).

2) Расчет по металлу границы сплавления

Коэффициент глубины провара шва [1, табл.34].

Коэффициент условия работы шва [1, п.11.2*].

Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления

(1, табл.3).

Здесь - нормативное сопротивление проката.

Сравнивая полученные величины при расчете по металлу шва и по металлу границы сплавления, находим минимальную из них:

Требуемый катет шва

Принимаем (1, табл.38).

Расчет балки настила:

Балка рассчитывается как свободно опертая, загруженная равномерно распределенной нагрузкой. Пролет равен шагу главных балок

Погонная - нагрузка собирается с полосы шириной, равной пролету настила :

а) Нормативная нагрузка

Здесь в первом приближении вес балки настила принят равным 2% от нагрузки;

б) Расчетная нагрузка

Изгибающий момент от расчетной нагрузки

Требуемый момент сопротивления

.

Коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций

в первом приближении.

Требуемый момент инерции по предельному прогибу (при пролете по табл. 1 Приложения находим n₀ = 202,26):

Принимаем двутавр № 40Б1 ГОСТ 26020-83 (

масса ).

Уточняем коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций в зависимости от отношения площадей сечения полки и стенки площадь сечения стенки

площадь сечения полки

. По [ 1, табл.66 ] интерполяцией определяем коэффициент В нашем случае [ 1, п.5.18 ].

Уточняется собственный вес балки и вся нагрузка:

а) нормативная

б) расчетная

Максимальный изгибающий момент

Проверка нормальных напряжений:

Условие прочности удовлетворяется с недонапряжением

Расчетная перерезывающая сила на опоре:

Проверка касательных напряжений на опоре [1, формула 41 ]

где

Условие прочности выполняется с большим запасом.

Проверка прогиба балки:

Проверка удовлетворяется.

Проверка общей устойчивости балки:

В соответствии с [ 1, п. 5.16(а) ] при наличии стального настила, непрерывно опирающегося на сжатый пояс балки и надежно с ним связанного электросваркой, проверять общую устойчивость балки не требуется.

Высота покрытия по главным балкам и расход стали по первому варианту:

Высота балки настила, плюс толщина настила

Расход стали на настил и балки настила:

Вариант 2. Балочная клетка усложненного типа

Поиск по сайту: