 |
Разработка балочной клетки с ребристым настилом
|
|
|
|
Разработка схемы балочной клетки нормального типа
Расчёт плоского стального настила
Рисунок 1 – Расчётная схема настила
Согласно исходным данным нагрузка на настил не превышает 40-50 кПа, а требуемый прогиб не более 1/150. Следовательно, настил будем рассчитывать по второй группе предельных состояний – по жёсткости.
Толщина настила согласно заданию составляет 
Тогда величина предельного пролёта настила определится по формуле:
Принимаем по ГОСТ 82-70 
Цилиндрическая жёсткость:
где 
– модуль упругости ( 
);
– коэффициент Пуассона ( 
).
Нагрузка на 1 м: 
Балочный прогиб настила от нормативной нагрузки:
Балочный изгибающий момент от расчётной нагрузки (коэффициент надёжности по нагрузке 
):
Из уравнения 
определяем 
:
Изгибающий момент и прогиб:
Относительный прогиб:
Распор на единицу ширины настила:
Напряжение в настиле:
Прочность настила обеспечена.
Тип сварки – полуавтоматическая: 
, то расчет ведем по сечению металла шва.
Принимаем 
по СНиП [1] (т. 38)
Разработка балочной клетки с плоским настилом
Характеристики стали С 235:
нормативное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ryn =235 МПа; нормативное сопротивление стали разрыву Run =360 МПа; расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry =230 МПа; расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru =350 МПа; расчетное сопротивление стали на срез Rs =0,58 Ry=133,4 МПа.
Характеристики стали С 285:
для листового:нормативное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ryn =265 МПа; нормативное сопротивление стали разрыву Run =380 МПа; расчетное сопротивле-ние стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry =260 МПа; расчетное сопро-тивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru =370 МПа; расчетное сопротивление стали на срез Rs =0,58 Ry=150,8 МПа.
|
|
|
для фасонного:нормативное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ryn =275 МПа; нормативное сопротивление стали разрыву Run =390 МПа; расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry =270 МПа; расчетное сопро-тивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru =380 МПа; расчетное сопротивление стали на срез Rs =0,58 Ry=156,6 МПа.
Шаг вспомогательных балок при плоском настиле:
где 
– зазор для размещения сварных швов и удобства монтажа листов настила, принимаемый 2..5 см.
Принимаем b1=110 см
Нагрузки на второстепенную балку:
Расчёт в упругой стадии.
Выразим момент сопротивления:
Согласно сортаменту принимаем двутавр № 24 ГОСТ 8239-72* (Wx=289,0 см3, Ix=3460 см4, P=27,30 кг/м).
Расчёт в пластической стадии.
где 
– коэффициент, учитывающий влияние пластичности при одновременном действии M и Q
Согласно сортаменту принимаем двутавр № 24 ГОСТ 8239-72* (Wx=289,0 см3, Ix=3460 см4, P=27,30 кг/м, h=240мм, b=115мм,d=5,6мм, t=9,5 мм).
Отношение площадей пояса и стенки:
. Тогда:
Прочность балки обеспечена.
Проверяем прогиб балки:
Разработка балочной клетки с ребристым настилом
Шаг вспомогательных балок при ребристом настиле:
где 
– шаг главных балок.
Принимаем 
Рассчитываем нагрузку на ребро и его размеры:
Принимаем по ГОСТ 103-76 d*h=10*80 мм.
Расчётная нагрузка на второстепенную балку:
Расчёт в упругой стадии.
Согласно сортаменту принимаем двутавр № 27 ГОСТ 8239-72* (Wx=371 см3, Ix=5010 см4, P=31,50 кг/м).
Проверяем прогиб балки:
Жёсткость балки обеспечена.
|
|
|
Расчёт в пластической стадии.
Согласно сортаменту принимаем двутавр № 24 ГОСТ 8239-72* (Wx=289,0 см3, Ix=3460 см4, P=27,30 кг/м, h=240мм, b=115мм,d=5,6мм, t=9,5 мм).
Отношение площадей пояса и стенки:
Согласно табл. 66* [1] 
. Тогда:
Прочность балки обеспечена.
Проверяем прогиб балки:
Жёсткость балки обеспечена.
1.4 Сравнение вариантов
Предварительно подсчитываем расход стали на прокатные балки и рёбра.
Плоский настил.
Определяем массу стали площадки.
Длина сварных швов на 1 м2 площадки:
Ребристый настил.
Определяем массу стали площадки.
Длина сварных швов на 1 м2 площадки:
Для определения сопряжения определим высоту главной балки h, а затем прибавим к ней высоту второстепенной балки hвб и сравним со строительной высотой hстр, ограниченной заданием.
Плоский настил:
Следовательно, принимаем сопряжение в разном уровне.
Ребристый настил:
Следовательно, принимаем сопряжение в разном уровне.
Таблица 1 – Сравнение вариантов.
| Вариант | Тип балочной клетки и настила | Масса площадки, кг/м2 | Число узлов сопряжений в одном уровне на секцию | Длина сварных швов на 1 м2 площадки, м | ||
| по балкам настила | по рёбрам настила | всего сварных швов | ||||
| 1 | Нормальный тип с гладким настилом | 
| 22 | 1,81 | – | 1,81 |
| 2 | То же с ребристым настилом | 
| 22 | 1,23 | 0,9 | 2,13 |
Принимаем плоский настил как более экономичный
|
|
|
