Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

4. Составление вариантов балочной клетки.

4. Составление вариантов балочной клетки.

При проектировании балочной клетки задача сводится к тому, чтобы путём технико-экономического сравнения различных вариантов найти наиболее экономичную конструкцию балочной клетки по расходу материала на 1 м ² площади перекрытия.

С этой целью следует составим 3 варианта расположения вспомогательных балок и балок настила. После статического и конструктивного расчётов настила и балок для всех вариантов произведем их сравнение по расходу стали на 1м² площади перекрытия балочной клетки и количеству монтажных единиц.

После этого выберем наиболее выгодный вариант балочной клетки по расходу стали и количеству монтажных единиц. В случае одинакового расхода стали, предпочтение следует отдавать варианту с наименьшим количеством монтажных единиц.

Рис. 2

4. 1. Вариант № 1

4. 1. 1. Расчет настила

Принимаем сталь С245(т. к II гр. )

Рис. 3

Вид нагрузки
Металло-цементный раствор t=30мм	0, 75	1, 3	0, 975
Гидроизоляция: 2 слоя рубероида на мастике	0, 1	1, 3	0, 13
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм	0, 48	1, 3	0, 624
Полезная нагрузка		1, 05	29, 4
Итого:	29, 33		31, 129

Сбор нагрузок: Таблица 1

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 l_н при l_н=100 см.

где ;

q_н–нормативная нагрузка на настил;

;

t_н=1, 16 см. По сортаменту принимаем t_н=12 мм.

Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.

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

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

;

1. Расчет по металлу шва

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

- коэффициент условия работы шва g_wf = 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 b_z = 1, 05 (табл. 34 СНиП II-23-81^*)

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

для стали С245 R_un =370 МПа. R_wz=0. 45·370=166. 5 МПа=16, 65кН/см².

gwz=1(по п. 11. 2 СНиП II-23-81*);

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

4. 1. 2. Расчет балок настила

Сбор нагрузки: Таблица 2

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка,	g_f	Расчетная нагрузка,
Металло-цементный раствор t=30мм	0, 75	1, 3	0, 975
Гидроизоляция: 2 слоя рубероида на мастике	0, 1	1, 3	0, 13
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм	0, 48	1, 3	0, 624
Стальной настил t=12мм	0, 942	1, 05	0, 9891
Полезная нагрузка		1, 05	29, 4
Итого:	30, 272		32, 1181

Определение удельного веса настила.

Рис. 4

Погонная нагрузка на балку настила:

32, 1181*1=32, 1181 ;

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:

Требуемый момент сопротивления при с₁ = 1, 1:

По сортаменту принимаем двутавр №12 ГОСТ 8239-89 (I_х=350см⁴, W_х=58, 4см⁴, S_х=33, 7 см³, b=64 мм, t=7, 3 мм, d =4, 8 мм, h = 120 мм, m_бн =11, 5 кг/м).

Проверка нормальных напряжений

;

R_g g_с = 1, 1 × 24 = 26. 4 кН/см²

25 < 26, 4 - условие прочности выполняется

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

А_f=bt=6, 4·0, 73=4, 672 см²;

А_w = (h-2t)d = (12-2·0, 73)0, 48 = 5, 0592 см²

Þ с = 1, 078=>

25, 51 < 26, 4 - условие прочности выполняется

Перерезывающая сила на опоре:

Q_max = q_бн l_бн × 0, 5= 32, 1181× 2 × 0, 5 = 32, 1181 кН;

Проверка касательных напряжений.

;

R_S g_с = = 14, 94 кН/см^2;

4, 237< 14. 94=> условие выполняется.

Проверка жесткости.

;

l_бн=200 см;

Е=2, 06·10⁴ кН/см²;

q_н=0, 0030272·100=0, 30272 кН/см;

J_x=350 см⁴

0, 00437> 0, 004=> жесткость балки не обеспечена.

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

Проверка нормальных напряжений

;