Розрахунок настилу та балок настилу

Алгоритм розрахунку цих елементів балкової клітки показано на конкретному прикладі.

Вихідні дані:

крок колон у поздовжньому напрямку – L₁ = 12 м;

крок колон у поперечному напрямку – L₂ = 6 м;

тимчасове нормативне навантаження - P_n = 20 кН/м²;

тип сполучення балок - на одному рівні;

тип балкової клітки – нормальний;

монтажний стик головної балки - зварний.

Матеріали конструкцій:

настил - сталь С245;

балка настилу - сталь С245;

головна балка - сталь С235.

 

4.1. Розрахунок сталевого настилу

Товщина та проліт настилу є вихідними величинами, які визначають схему балкової клітки.

Проліт настилу «l» (крок балок настилу) залежить від навантаження P_n, , товщини листа t і необхідної жорсткості настилу . Товщина настилу t залежно від навантаження P_n приймається за таблицею 3.1. При Р_n = 20 кН/м² товщина настилу t = 8 мм. Якщо навантаження на настил не перевищує 40...50 кН/м², а необхідний прогин не більший за , то його розглядають за другою групою граничних станів - за жорсткістю. Найбільш допустиме відношення прольоту настилу до його товщини визначається за рівнянням Тимошенка - Телояна:

,

де - відношення прольоту настилу до граничного значення його прогину; Р_п = 20 кН/м² - тимчасове нормативне навантаження на настил; МПа;

Е = 2,06×10⁵ МПа - модуль пружності прокатної сталі (табл. 63[3]); n = 0,3 - коефіцієнт Пуасона (табл. 63[3]).

 

 

см

 

 

При товщині настилу t = 8 мм максимальний проліт настилу см. Приймаємо проліт настилу (крок балок настилу) l = 0,8 м кратним прольоту головної балки (L₁ = 12 м), тобто

L₁ = п×l = 14 × 0,8 + 2 × 0,5 × 0,8 = 12 м (рис. 3.1).

4.2. Розрахунок балки настилу

Балку настилу проектуємо із прокатного двотавра (ГОСТ 8239-89). В прикладі розрахунку прийнята товщина настилу t=0,008 м, прискорення вільного падіння g = 9,81 м/с², густина сталі r= 7,85т/м³.

Нормативне навантаження від ваги настилу

g_1n = t×g×r = 0,008 × 9,81 × 7,85 = 0,63 кН/м².

Нормативне погонне навантаження на балку настилу

q_1n =(P_n+ g_1n) ×l =(20 + 0,63)×0,8 = 16,504 кН/м.

Розрахункове погонне навантаження на балку настилу

кН/м,

де - та - коефіцієнти надійності щодо тимчасового та постійного навантаження (табл. 1,2 [4]).

Розрахункова схема балки настилу з епюрами Q та M показана на рис. 4.1.