Федеральное агентство по образованию иркутский государственный технический университет
 Скачать 7.53 Mb.
|
|
Рекомендуемые толщины стального настила
Пример 3.1. Рассчитать плоский настил из стали С235 в нормальном типе балочной клетки (рис. 3.3) под полезную временную нагрузку на настил pn= 12,55 кН/м2. Предельный относительный прогиб fu/lн = 1/150.  Рис. 3.3. Нормальный тип балочной клетки (к примерам 3.1 и 3.2) При pn= 12,55 кН/м2 принимаем tн = 8 мм. Нормативная нагрузка от веса стального настила  где  – плотность стального проката.При нагрузках, не превышающих 50 кН/м2, и предельном относительном прогибе  прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена и его рассчитывают только на прогиб.Максимальный пролет настила lн, равный шагу балок настила а1 в балочной клетке, определяем из условия жесткости по формуле  Принимаем в осях  несколько больше требуемого, так как фактический пролет настила (расстояние между краями полок соседних балок) будет меньше.Усилие Н на 1см ширины настила, на которое рассчитываются сварные швы, прикрепляющие настил к балкам, определяем по формуле  где p= 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для полезной нагрузки. Таблица 3.4 Значения коэффициентов f и z
П р и м е ч а н и е. Значения коэффициентов соответствуют нормальным режимам сварки. Выбор типа электродов для сварки стали соответствующего класса и расчетное сопротивление металла шва производится по табл. 2.5 и 2.7. Настил крепится к балкам угловыми швами, выполненными ручной сваркой электродами типа Э42 по ГОСТ 9467-75*. Катет углового шва kf определяется по формуле  где  – коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва для ручной сварки, принимается по табл. 3.4;lw = 1,0 см – ширина рассматриваемой пластинки; Rw= 18 кН/см2 – расчетное сопротивление металла шва; wf = 1,0 – коэффициент условий работы шва во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах Ι1, Ι2, ΙΙ2, ΙΙ3, для которых wf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением Rwun = 410 МПа; с = 1,0 – коэффициент условий работы конструкции; Принимаем конструктивно минимальный катет kf,min= 5 мм в зависимости от максимальной толщины соединяемых элементов (табл. 3.5). Таблица 3.5 Минимальные катеты сварных швов kmin
П р и м е ч а н и е. В конструкциях группы 4 минимальные катеты односторонних угловых швов следует уменьшать на 1 мм при толщине свариваемых элементов до 40 мм включительно. 3.4. Расчет прокатной балки настила Пример 3.2. Подобрать сечение прокатной двутавровой балки (балки настила) в составе балочной клетки нормального типа со стальным настилом под полезную временную нагрузкуpn= 12,55 кН/м2 (рис. 3.3). Пролет балок l = В = 6 м, шаг a1, равный пролету настила lн = 1,2 м. Расчетная температура воздуха t = –35ºС. Для изгибаемых элементов (балок), относящихся ко второй группе, а при отсутствии сварных соединений (балки прокатные) – к третьей группе, возводимых в климатическом районе строительства II4 (расчетная температура –30ºС > t ≥ –40ºС) по табл. 2.1 выбираем сталь класса С245 с расчетным сопротивление по пределу текучести для фасонного проката толщиной до 20 ммRy = 240 МПа = 24 кН/см2 (см. табл. 2.3). Нагрузка на балку настила собирается с соответствующей грузовой площади (рис. 3.4).  Рис. 3.4. Схема балочной клетки Балки настила проектируем из прокатных двутавров по ГОСТ 8239-89 (сортамент). Расчетная схема балки представлена на рис. 3.5. Определение нормативной и расчетной нагрузок. Нормативная нагрузка на балку при опирании на нее сплошного стального настила принимается равномерно распределенной:   Рис. 3.5. Расчетная схема балки настила Расчетная нагрузка  где g = 1,05 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной на- грузки от стального проката. Определение усилий и компоновка сечения. Расчетный пролет балки настила l равен шагу колонн В. Расчетный изгибающий момент в середине пролета балки  Максимальная поперечная сила у опоры  Расчет балки на прочность выполняем с учетом развития пластических деформаций. Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки в этом случае определяется:  Предварительно принимаем c1 = 1,12. По сортаменту (ГОСТ 8239-89) выбираем ближайший номер двутавра, у которого Wx > Wn,min. Принимаем I27, имеющий момент сопротивления Wx = 371 см3; статический момент полусечения Sx = 210 см3; момент инер-ции сечения Ix = 5010 см4; площадь сечения А = 40,2 см2; ширину пояса bf = 125 мм; толщину пояса t = 9,8 мм; толщину стенки tw = 6 мм; линейную плотность (массу 1 м пог.) 31,5 кг/м. Уточнение коэффициента с1, М и Q c учетом собственного веса балки настила. Площадь пояса  Площадь стенки  Отношение  Коэффициент с1 = с = 1,09 для двутаврового сечения (в месте максимального момента τ = 0) принимается линейной интерполяцией по табл. 3.2. Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки настила длиной 1 м  .Нормативная нагрузка  Расчетная нагрузка  Изгибающий момент Mmax = ql2 / 8 = 19,19 · 62 / 8 = 86,36 кН/м. Поперечная сила  Проверка несущей способности балки. Проверка прочности по нормальным напряжениям в середине балки:  Недонапряжение (резерв несущей способности) составило  Несмотря на большое недонапряжение сечение принято, так как при изменении сечения в меньшую сторону, принимая ближайший профиль I24 сWx = 289 см3, перенапряжение составит 14,2%. Проверка прочности балки по касательным напряжениям у опоры:  Общую устойчивость балок настила проверять не надо, поскольку их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним стальным сплошным настилом. Проверка местной устойчивости поясов и стенки прокатных балок не требуется, так как она обеспечивается большой их толщиной, обусловленной технологическими условиями проката. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||