Расчет стального настила

Расчетные параметры	Вариант
	I	II	III
Толщина настила tн, мм	6	8	6
Расчетный пролет настила, см	100,8	134,4	100,8
Принятый пролет настила, см	110	140	110
Число балок настила n	12	10	6
Расчетные усилия H, кН	178	238	178
Расчетный катет углового шва, мм	1,1	1,47	1,1
Принятый катет углового шва, мм	4	4	4
Масса настила m1, кг/м^2	47,1	62,8	47,1

1.2. Расчет балок настила и вспомогательных балок

В качестве балок настила и вспомогательных балок балочной клетки применяются прокатные стальные горячекатаные двутавры по ГОСТ 8239 - 72^*, двутавры с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83 и швеллеры по ГОСТ 8240-93.

Балки настила, как правило, проектируются разрезными однопролетными. Полная нагрузка на балки складывается из временной полезной и постоянной нагрузки от собственного веса металлических конструкций. Нагрузка на балки настила передается через настил в виде равномерно распределенной нагрузки, при этом ширина грузовой площади сбора нагрузки на балки соответствует их шагу (см. рис. 1).

Расчетный пролет балок настила для нормального варианта равен шагу главных балок , а расчетный пролет балок настила для усложненного варианта – шагу вспомогательных балок.

Нагрузка на вспомогательные балки передается через балки настила в виде сосредоточенных сил (см. рис. 1, в). В целях упрощения расчетов допускают замену системы сосредоточенных сил эквивалентной по действию равномерно распределенной нагрузкой. Ширина грузовой площади сбора нагрузки на вспомогательные балки соответствует их шагу.

Нормативные и расчетные значения интенсивности равномерно распределенной нагрузки составляют, кН/м:

на балки настила:

q_n1 = (m₁g + _n) а;

q₁ = (m₁g _f + _n _f) а,

для I и III вариантов соответственно составляет:

q_n1 = (m₁g + _n) а = (47,1  9,81 + 10⁴)  1,9 = 19877,8969 Н/м  19,878 кН/м ;

q₁ = (m₁g_f + _n_f) а = (47,1  9,81 1,05 + 10⁴ 1,2)  1,9 = 23721,79 Н/м  23,72 кН/м;

для варианта II:

q_n2 = (62,8  9,81 + 10⁴)  1,3 = 13800,89 Н/м  13,8 кН/м ;

q₂ = (62,8 9,81  1,05 + 10⁴  1,2)  1,3 = 16440,95 Н/м  16,44 кН/м.

Расчетные усилия M и Q в балках настила определяются известными методами строительной механики как для разрезных однопролетных балок.

Вариант I:

расчетный пролет l = B = 6 м (см. рис. 1, а);

изгибающий момент в середине пролета:

поперечная сила на опоре:

Вариант II:

расчетный пролет l = B = 6 м (см. рис. 1, б);

Вариант III:

расчетный пролет l=b= 3 м (см. рис. 1, в):

В соответствии с п. 5.18^* [3] вычисляются:

требуемый момент сопротивления сечения балок из условия прочности по формуле:

требуемый момент инерции сечения балки, необходимый для удовлетворения заданного относительного прогиба [f / l] = 1/250 (табл. 40 [1]):

где c₁ - коэффициент, учитывающий возможность развития пластических деформаций, с₁ = 1,12 - для прокатных балок при изгибе в плоскости стенки, _с = 1,1 - коэффициент условий работы конструкций, принимается по табл. 6^* [3], R_y = 240 МПа – расчетное сопротивление стали, принимается табл. 51^* [3].

Вариант I:

По сортаменту горячекатаных двутавровых балок (см. приложение, табл. 1) с учетом W_x^тр = 361 см³ и I_x^тр = 6785,5 см⁴ для балки настила по варианту I принимается I  30: h = 300 мм; b_f = 135 мм; t_f = 10,2 мм; t_w = 6,5 мм; I_x = 7080 см⁴; W_x =472 см³; m₂ = 36,5 кг/м.

Вариант II:

Для балки настила по варианту II принимается I  27: h = 270 мм; b_f = 125 мм; t_f = 9,8 мм; t_w = 6 мм; I_x = 5010 см⁴; W_x = 371 см³; m₂ = 31,5 кг/м.

Вариант III:

Для балки настила по варианту III принимается I  16: h = 160 мм; b_f = 81 мм; t_f = 7,8 мм; t_w = 5 мм; I_x = 873 см⁴; W_x = 109 см³; m₂ = 15,9 кг/м.

на вспомогательные балки:

Здесь m₁ – масса 1 м² настила, кг/м² (табл. 1); m₂ – масса погонного метра балки настила (прил. 1, табл. 1); g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения; _f = 1,05 – коэффициент надежности по нагрузке для веса металлоконструкций (см. табл. 1 [4]); _f = 1,2 – для временной нагрузки.

Подбор сечения балок настила и вспомогательных балок следует вести как из условия прочности, так и из условия жесткости. При этом подбор сечения из условия прочности следует выполнять с учетом использования упругопластической работы материала (см. п. 5.18 [3]).

нормативная:

расчетная:

Изгибающий момент в середине пролета:

Поперечная сила на опоре:

Требуемый момент сопротивления сечения:

Требуемый момент инерции сечения:

Принимается I 36: h = 360 мм; b_f = 145 мм; t_f = 12,3 мм; t_w = 7,5 мм; I_x = 13380 см⁴; W_x = 743 см³; m₂ = 48,6 кг/м.