Балочная клетка нормального типа. Расчет настила Сбор нагрузки на 1 м2 настила.
Таблица 1 Наименование нагрузкиНормативная нагрузка, кНм2fРасчетная нагрузка, кНм21Временная нагрузка - Р121,214,42Собственный все настила gН tН где удельный вес стали- g 7850 9,81 10-3 0,9241,050,97Итого q g Р qn 12,924q 15,37 Средняя величина коэффициента надежности по нагрузке Примем расчетную схему настила рис.4 Сварные швы крепления настила к балкам не дают возможности его опорам сближаться при изгибе. Поэтому в настиле возникают растягивающие цепные усилия Н. Изгиб настила происходит по цилиндрической поверхности.
Цилиндрический модуль упругости стали определяется по формуле В расчете определим наибольший пролет полосы настила единичной ширины при заданной толщине листа tН 0,012 м и предельном прогибе После подстановки величин qn и tН в формулу, получаем Принимаем L 1,944 м, т.е. пролет LН укладывается 9 раз по длине главной балки. Предельный прогиб для заданного пролета. Вычисляем наибольший пролет Lmax 2,12 м. По расчету принимаем LН 1,944 м. Разбивка главной балки показана на рис.5 Проверка прогиба настила. Вычислим балочный прогиб, т.е. прогиб от поперечной нагрузки в середине полосы шириной b 1 м, имеющий цилиндрическую жесткость Е1J, без учета растягивающей силы Н Прогиб настила с учетом растягивающей силы Н , коэффициент найдем по формулам. Прогиб настила Относительный прогиб Предельный прогиб - проверка удовлетворяется Проверка прочности настила Изгибающий момент с учетом приварки настила на опорах Растягивающая сила Проверка прочности полосы настила шириной b 1 м где Wt2Н6 0,01226 2,410-5 м3 СR 1,1230 253 МПа, где R230 МПа - расчетное сопротивление проката по табл. 51 СНиП II-23-81 СR - условие выполняется.
Расчет сварного шва крепления настила к балке. 1. Расчет по металлу шва - коэффициент глубины провара шва f 0,7 табл. 34 СНиП II-23-81 - коэффициент условия работы шва wf 1 по п.11.2 СНиП II-23-81 В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81 принимаем электроды типа Э42. Расчетное сопротивление металла шва R wf 180 МПа. f wf R wf 0,7 1 180 126 МПа 2. Расчет по металлу границы сплавления коэффициент глубины провара шва z 1,0 табл.34 СНиП II-23-81 - коэффициент условия работы шва wz 1 п.11.2 СНиП II-23-81 Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления R wz 0,45 Run 0,45 360 162 МПа по табл. 3 СНиП II-23-81, где Run - нормативное сопротивление фасонного проката. z wz R wz 11162 162 МПа Минимальная из величин при расчетах по металлу шва и по металлу границы сплавления w R wmin 126 МПа Требуемый катет шва Принимаем Кf Кfmin 5 мм Расчет балки настила Балку рассчитываем как свободно опертую, загруженную равномерной нагрузкой.
Пролет равен шагу главных балок 7 м. Погонную нагрузку собираем с полосы шириной, равной пролету настила LН 1,944 м. а нормативная нагрузка qHб qn LH gHб qn LH 0,02 qn LH 12,924 1,944 0,02 12,924 1,944 25,63 кНм, где в первом приближении вес балки принимаем равным 2 от нагрузки. б расчетная нагрузка qб q LH gHбf 15,37 1,944 0,502 1,05 30,41 кНм Изгибающий момент от расчетной нагрузки Требуемый момент сопротивления, где с1 1,1 - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций в первом приближении.
Требуемый момент инерции по предельному прогибу при Lбн 7 м n0 202,78 Принимаем двутавр 40Б1 ГОСТ 26020-83 Jх 15 750 см4, Wх 803,6 см3, А 61,25 см2, bf 165 мм, tf 10,5 мм, tw 7,0 мм, h 39,2 см, масса mбн 48,1 кгм Уточним коэффициент с1 площадь сечения стенки Аw tw h- 2tf 0,739,2 - 2 1,05 25,97 см2 площадь сечения полки Аf A - Aw 0,5 61,25 - 25,97 0,5 17,64 см2 По табл. 66 СНиП II-23-81 коэффициент с 1,091. Принимаем с1 с. Уточним собственный вес балки и всю нагрузку а нормативная qHб qn LH mбн g 12,924 1,944 48,1 9,81 10-3 25,60 кНм б расчетная qб q LH mбн gf 15,37 1,944 48,1 9,81 10-3 1,05 30,37 кНм Максимальный изгибающий момент Проверка нормальных напряжений Условие прочности удовлетворяется с недонапряжением 253-212,17100 253 16,1 . Расчетная перерезывающая сила на опоре Qmax qб L2 30,37 7 0,5 106,3 кН Проверка касательных напряжений на опоре, где hw h - 2tf 39,2 - 2 1,05 37,1 см 40,51 МПа RS S 0,58 230 1,1 146,7 МПа Условие прочности выполняется с большим запасом Проверка прогиба балки -проверка выполняется Высота покрытия по главным балкам определяется как высота балки настила плюс толщина настила h П hбн tн 392 12 404 мм Расход стали на настил и балки настила m1 tн mбLн 7850 0,012 48,11,944 118,94 кгм2. 2.1.2. Вариант 2.