Стальная рабочая площадка промздания

         g_f -  коэффициент надежности по нагрузке;

         l_min – наименьшая сторона пластины;

         t_sh – толщина настила. 
 
 
 
 
 

                                                         44654654654 
 
 
 
 
 

                                                  Рис.2.1. К расчету настила

    Определяем  коэффициент k_{p ,} при величине нагрузки

q_n = g_n(g_sh +v_n) = 1*(0,628 + 16) = 16,628 кН/м² = 0,0016628 кН/см²

значению которого соответствуют в табл. 8.3 [5]  величины коэффициентов k₀ = 0,0421   и   

k_i  = 0,3888

Тогда

Условие прочности выполняется.

   

1.4. Проверка жесткости  настила

     Максимальный  прогиб в середине пластины определяем по [5] в виде

f_max = k_d t_sh,

где k_d – коэффициент, принимаемый по табл.8.3 [5]  в зависимости от величины k_p

     При k_p =40.49       k_d = 0.836    и         f_max = 0.836 × 1 = 0.836 см

     Предельный  прогиб  настила по [ 2 ] равен f_u = l_sh/129 = 160/129 = 1,24см

     Требование  второго предельного состояния  для настила выполняется

     f_max = 0.836 см < f_u = 1,24см

 
 

5.   Расчет крепления настила к балкам

     Для крепления настила к балкам принимаем  полуавтоматическую сварку. Для стали  С235 рекомендуется сварочная проволока Св-08А (табл. 55* ринимаем Св-08А, для которой расчетное сопротивление металла швов (по табл.56 [1]) равно R_wf = 180 МПа = 18 кН/см², расчетное сопротивление металла границы сплавления  для стали С235 при R_un = 360 МПа равно

                               R_wz = 0,45R_un = 0,45×360 = 162 МПа

     Для полуавтоматической  сварки b_z=0,7; b_z = 1,0 (табл. 34* [1]).

     Проверяем выполняется ли условие п. 11.2* [ 1 ] правильности выбора сварочного материала

                                                    R_wz£ R_wf £ R_wzb_z/b_z

                                                 162< 180< 162×1,0/0,7 = 231

     Материал  принят правильно,  расчет можно  выполнять только по металлу шва.

     Цепное  усилие в настиле определяем по приближенной формуле

             

     Расчетная высота углового шва, прикрепляющего настил к балке, по металлу сварного шва  равна

                               ,

где l_w – расчетная длина углового шва, l_w = 1,0 см

     Минимальный катет шва, в соответствии с табл. 38* [1], при толщине свариваемых  элементов – 10мм (настил) и 8,5мм (полка  двутавра 35Б1) будет 5мм. Принимаем сварной  шов для крепления настила  к балкам высотой по катету k_f = 5мм.

      

2. Расчет прокатной  балки.

     Выполнить проверку балки настила варианта балочной клетки, принятого в качестве основного в примере 1.

     Исходные  данные (по результатам компоновки основного варианта)

     -    настил – лист толщиной 10 мм;

• балка настила – двутавр №35Б1 по ГОСТ 26020-83;
• пролет балок настила      l_fb = 6,0 м;

     -    шаг  балок настила  а_fb = 160 см;

     -     материал балок сталь обычной  прочности.   

2.1.Расчетные  характеристики материала  и коэффициенты 

     Балки настила прокатного профиля относятся  к второй группе конструкций, принимаем сталь С345-3 по ГОСТ 27772-88. Для этой стали Ry=335 Mпа при толщине проката от 2 до 10 мм. Run=490Mпа. Модуль упругости=2,06*10⁵Мпа. Для сооружений I уровня ответственности коэффициент надежности по ответственности g_n = 1 (прил. 7* [2]).

     Коэффициент условий работы настила и прокатных  балок g_с = 1,0 (табл. 6* [1]).

     Коэффициенты  надежности по нагрузке для постоянной нагрузки g_fg = 1,05 (табл. 1 [2]), для временной нагрузки g_fv = 1,20 (п.3.7 [2]).

     Предельные  относительные прогибы для балок  принимаются в зависимости от величины пролета по табл.19  [2].  При l = 6 м – f_u = l/200=3 см. 
 
 

2.2. Геометрические характеристики  двутавра №35Б1

     Геометрические  характеристики принимаем по сортаменту горячекатаных двутавров по ГОСТ 26020-83:

• высота сечения  h = 346 мм,
• толщина стенки t_w = 6,2 мм,
• ширина полки b_f = 155 мм, 
• толщина полки t_f = 8,5 мм,
• площадь сечения  А = 49,53 см²,
• момент инерции  I = 10060см⁴, 
• момент сопротивления W = 581,7 см³.

     Масса профиля g = 38,9 кг/м

     Площадь полки A_f = t_f b_f = 0,85×15,5 = 13,175 см².

     Площадь стенки  A_w = A – 2A_f = 49,53 - 2×13,175 = 23,18см²  
 

3.   Статический расчет

    Уточняем  нагрузку на балку 

    Погонная (линейная) нагрузка для расчета  на прочность 

где g_fb – вес 1 м.п.  балки настила, g_fb=0,389 кН/м.

    Линейная  нагрузка для расчета на жесткость  равна:

    Определяем  расчетные усилия

    Максимальный  расчетный изгибающий момент в середине пролета балки 

    Максимальная  поперечная сила на опоре 

     

 

2.4. Проверка прочности

     Касательные напряжения в опорном сечении  балки проверяем по формуле

     

где R_s = 0,58R_y = 0,58×240 = 139,2 МПа

     Поскольку t = 4,79 МПа < 0,5Rs = 0,5×139,2 = 69,6 МПа, то с₁ = с в формуле проверки нормальных напряжений. Коэффициент с принимаем по табл. 66 [1], а зависимости от отношения A_f/A_w = 13,175/23,18 = 0,57, при котором с = 1,113.

     Выполняем проверку нормальных напряжений

                      

     Требование  прочности выполняется 

2.5. Проверка жесткости

     Определяем  прогиб балки в середине пролета

                                 

     Требование  второго предельного состояния  выполняется, так как

                                              f =2,2 см  < f_u = 3,0 см 

3. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ  И ПОДБОР СЕЧЕНИЯ  СОСТАВНОЙ СВАРНОЙ  БАЛКИ. 

     Подобрать сечение  составной сварной балки, являющейся главной балкой рабочей  площадки, компоновка которой выполнена  в предыдущем пункте.

     Исходные  данные:

     (а)  по заданию на проектирование

• пролет главной балки l_{m b} = 11,0 м;
• шаг главных балок a_{m b} = 6,0 м;
• строительная высота перекрытия, м – не ограничена;
• материал – углеродистая сталь обычной прочности;
• временная равномерно распределенная нагрузка на площадку  v_n = 16 кН/м² (вся временная нагрузка длительнодействующая).

(б) по результатам  выполнения предшествующих разделов

• количество балок настила, опирающихся на главную балку 7 (5 шагов по 1,6 м и 2 шага по 1,5 м);
• шаг второстепенных балок   a_{f b} = 1,6 м;
• второстепенные балки из двутавров 35Б1 (по ГОСТ 26020-83), ширина полки

b_{f,f b} = 155 мм;

• реакция второстепенной балки  Q_{f b} = 97,35 кН;   
• постоянные нагрузки: от массы настила g_sh,n = 0,785 кН/м², от второстепенных балок

      g_{f b,n} = 0,389 кН/м². 

3.1. Расчетные характеристики материала и коэффициенты.

     Сварные балки перекрытия относятся к 1-й  группе конструкций  (табл. 50* [1] ). Сталь обычной прочности, соответствующую этой группе, принимаем С255 по ГОСТ 27772-88. Расчетное сопротивление стали принимаем для листов толщиной до20 мм (предполагаемая толщина поясов балки) R_y = 240МПа,  R_un = 370 МПа (табл. 51* [1]), E =  2,06×10⁵ МПа, n = 0.3 (табл. 63 [1]). Для сооружений I уровня ответственности (прил.7* [2]) коэффициент надежности по ответственности равен g_n = 1.

     Коэффициент условий работы при расчете на прочность g_c=1,0, при расчете на устойчивость g_c=0,95 (табл. 6  [1]).

     Коэффициенты  надежности по нагрузке g_fg =1,05 (п.2.2 [2]), g_fv =1,20 (п.3.7 [2]).

     Предельный  относительный прогиб главной балки  f_mb,u = l_mb/250,  (п.2, табл. 19  [2]). 

2.   Статический  расчет

     Расчетную схему главной балки принимаем  в виде разрезной шарнирно-опертой  однопролетной балки. Поскольку  число сосредоточенных грузов от давления балок настила более 5, то нагрузку принимаем в виде равномерно  распределенной.

     Погонная (линейная) нагрузка для расчета  на прочность определяется по формуле               

где g_mb – вес 1 м.п. главной балки, принимаем   g_mb=2,5 кН/м.