Сбор нагрузок:  Таблица 4

Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).

Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила lн   при lн=62,5 см.

где  ;

qн –нормативная нагрузка на настил;

;

;

;

tн=0,73 см. По сортаменту принимаем tн=8 мм.

Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.

Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный  длины шва:

где γf- коэффициент надежности по нагрузке (γf=1,05).

;

1. Расчет по металлу шва

-     коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*)

-     коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*)

В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.

Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*).

2.Расчет по металлу границы сплавления.

-     коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*)

-     коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81*

для стали С245 Run =370 МПа.Rwz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см2.

gwz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81*);

Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)

4.2.2.Расчет балок настила

Сбор нагрузки: Таблица 5

Определение удельного веса настила.

Рис.7

Погонная нагрузка на балку настила

31,7884*0,625=19,86775;

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:

Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:

По сортаменту принимаем двутавр №16 ГОСТ 8239-89 (Iх=873см4, Wх=109см4, Sх=62.3 см3, b=81 мм, t=7,8 мм,  d =5.0 мм, h = 160 мм, mбн =15.9 кг/м).

Проверка нормальных напряжений

 ;

Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2

25.37 < 26,4 - условие прочности выполняется

Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*

Аf=bt=8.1·0,78=6.318м2;

Аw = (h-2t)d = (16-2·0,78)0,5 =7.22 см2

Þ с = 1,0825=>

25,78 < 26,4 - условие прочности выполняется

Перерезывающая сила на опоре:

Qmax = qбн lбн × 0,5= 19.86775×3.5 × 0,5 =34.76856 кН ;

Проверка касательных напряжений.

  ;

;

RS gс = = 14,94 кН/см2;

3.18<14.94=> условие выполняется.

Проверка жесткости.

  ;

 ;

lбн=350 см;

Е=2,06·104 кН/см2;

qн=0,0029958·62.5=0,1872375 кН/см;

Jx=873 см4

0,0058>0,004=>жесткость балки  не обеспечена.

По сортаменту принимаем двутавр №18 ГОСТ 8239-89 (Iх=1290см4, Wх=143см4, Sх=81.4 см3, b=90 мм, t=8,1 мм,  d =5,1 мм, h = 180 мм, mбн =18,4 кг/м).

Проверка нормальных напряжений

 ;

Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2

19,34 < 26,4 - условие прочности выполняется

Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*

Аf=bt=9·0,81=7,29 см2;

Аw = (h-2t)d = (18-2·0.81)0.51 =8,3538 см2

Þ с = 1,083=>

19,64 < 26,4 - условие прочности выполняется

Перерезывающая сила на опоре:

Qmax = qбн lбн × 0,5= 19,86775×3,5 × 0,5 = 34,76856 кН ;

Проверка касательных напряжений.

  ;

;

RS gс = = 14,94 кН/см2;

2,81<14.94=> условие выполняется.

Проверка жесткости.

  ;

 ;

lбн=350см;

Е=2,06·104 кН/см2;

qн=0,0029958·62,5=0,1872375 кН/см;

Jx=1290 см4

0,00393<0,004=>жесткость балки обеспечена.

4.2.3.Расчет вспомогательных балок

Сбор нагрузок:

Таблица 6

Определим удельный вес балок настила.

Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. При частом расположении балок настила (4 и более) можно заменить сосредоточенные силы эквивалентной равномерно распределённой нагрузкой.

Погонная нагрузка на балку настила:

 ;

32,09752*3,5=112,34132;

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки вычисляем по формуле:

Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:

По сортаменту принимаем двутавр №45  ГОСТ 8239-89 (Iх=27696 см4, Wх=1231см4, Sх=708 см3, b=160 мм, t=14,2 мм,  d =9 мм, h = 450 мм, mбн =66,5 кг/м).

Проверка прочности

Рис.8

 ;

Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2

25,92 < 26,4 - условие прочности выполняется

Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*

Аf=bt=16·1,42=22,72 см2;

Аw = (h-2t)d = (45-2·1,42)0.9= 37,944 см2;

Þ с = 1,11=>

25,69 < 26,4 - условие прочности выполняется

Перерезывающая сила на опоре:

Qmax = qвб lвб × 0,5= 112,34·5 × 0,5 =280,85 кН ;

Проверка касательных напряжений.

  ;

;

RS gс = = 14,94 кН/см2;

5,056<14.94=> условие выполняется.

Проверка жесткости.

  ;

 ;

lвб=500 см;

Е=2,06·104 кН/см2;

qн=0,00302524·350=1,058834 кН/см;

Jx=27696 см4

0,003<0,004=>жесткость балки обеспечена

При приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле

,

где Fбн=112,34*0,625=70,2125 кН/м - расчетная сосредоточенная нагрузка;

lef=b+2tef  =16+2·3,02=22,04(см)–  условная длина распределения нагрузи, где b=16-ширина полки балки настила;

tef  =t+r =1,42+1,6=3,02(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки.

;

Ryγc=24·1,1=26,4;

2,243<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления.

Проверка общей устойчивости балки

- расчет на общую устойчивость не требуется.

4.3.Вариант №3

4.3.1.Расчет настила

Принимаем сталь С245(т.к II гр.)

Рис. 9

Сбор нагрузок: Таблица 7

Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).

Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила lн   при lн=125 см.

где  ;

qн –нормативная нагрузка на настил;

;

;

;

tн=1,45 см. По сортаменту принимаем tн=16 мм.

Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.

Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный  длины шва:

где γf- коэффициент надежности по нагрузке (γf=1,05).

;

1. Расчет по металлу шва

-     коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*)

-     коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*)

В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.

Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*).

2.Расчет по металлу границы сплавления.

-     коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*)

-     коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81*

для стали С245 Run =370 МПа.Rwz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см2.

gwz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81*);

Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)

4.3.2.Расчет балок настила

Сбор нагрузки: Таблица 8

Определение удельного веса настила.

Рис.10

Погонная нагрузка на балку настила

32,4478*1,25=40,55975;

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:

Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:

По сортаменту принимаем двутавр №14ГОСТ 8239-89 (Iх=572см4, Wх=81,7см4, Sх=46,8 см3, b=73 мм, t=7,5 мм,  d =4,9 мм, h = 140 мм, mбн =13,7 кг/м).

 ;

Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2

22,57 < 26,4 - условие прочности выполняется

Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*

Аf=bt=7,3·0,75=5,475м2;

Аw = (h-2t)d = (14-2·0,75)0,49=6,125 см2

Þ с = 1,0806=>

22,97 < 26,4 - условие прочности выполняется

Перерезывающая сила на опоре:

Qmax = qбн lбн × 0,5= 40,55975×2 × 0,5 =40,55975кН ;

Проверка касательных напряжений.

  ;

;

RS gс = = 14,94 кН/см2;

4,4247<14.94=> условие выполняется.

Проверка жесткости.

;

 ;

lбн=350 см;

Е=2,06·104 кН/см2;

qн=0,0030586·125=0,382325 кН/см;

Jx=572 см4

0,0034>0,004=>жесткость балки обеспечена.

4.3.3.Расчет вспомогательных балок

Сбор нагрузок:

Таблица 9

Определим удельный вес балок настила.

Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. При частом расположении балок настила (4 и более) можно заменить сосредоточенные силы эквивалентной равномерно распределённой нагрузкой.

Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:

По сортаменту принимаем двутавр №36 ГОСТ 8239-89 (Iх=13380см4, Wх=732см4, Sх=423 см3, b=145 мм, t=12,3 мм,  d =7,5 мм, h = 360 мм, mбн =48,6 кг/м).

Проверка прочности

 ;

Рис.11

Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2

24,898 < 26,4 - условие прочности выполняется

Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*

Аf=bt=14,5·1,23=17,84 см2;

Аw = (h-2t)d = (36-2·1,23)0.75= 25,115 см2;

Þ с = 1,0991=>

24,92 < 26,4 - условие прочности выполняется

Проверка касательных напряжений.

  ;

;

RS gс = = 14,94 кН/см2;

5,15<14.94=> условие выполняется.

Проверка жесткости.

;

 ;

lвб=500 см;

Е=2,06·104 кН/см2;

qн=0,00306956·200=0,613912 кН/см;

Jx=13380см4

0,0036<0,004=>жесткость балки обеспечена

При приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле

,

где Fбн =81,39кН- расчетная сосредоточенная нагрузка;

lef=b+2tef  =14+2·2,63=19,76(см)–  условная длина распределения нагрузи, где b=16-ширина полки балки настила;

tef  =t+r =1,23+1,4=2,63(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки.

;

Ryγc=24·1,1=26,4;

3,35<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления.

Проверка общей устойчивости балки

- расчет на общую устойчивость не требуется.

5. СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ.

Таблица 10

Страницы: 1, 2, 3