Расчет и конструирование главной балки

Расчет настила

1.1 Определение толщины и пролета листа настила

 

Рис. 1. Плоский металлический настил: а – опирание настила на балки; б – расчетная схема

 

Для листа настила принимаем сталь С235.

Вид нагрузки	Нормативное значение	Коэффициент надежности	Расчетное значение
Постоянная	6.25	1.2	7.5
Временная	18.75	1.2	22.5
Итого

Для настилов следует использовать листы толщиной 10– 12 мм при нагрузке

кН/м².

По графику (см. рис. 2) l_н/ t_н = 96

_{lн= tн*96=0.012*96=1.152 м}

Шаг колон L=24

n= =20.83 ≈21

Рис. 2. Зависимость l/t для листового настила с шарнирно закрепленными краями от заданного прогиба l/f и нормативной нагрузки на настил qn (график С.Д.Лейтеса)

Длина настила l_{н= = =} 1.143 м

Следовательно t_н=12 мм l_н= 1.143 м

 

Определяем силу, растягивающую настил:

 

где γ_f –коэффициент надежности по нагрузке, γ_f = 1,2;

где ν - коэффициент Пуассона (для стали ν = 0,3);

Е – модуль упругости стали, Е = 2,06·10⁸ кПа.

Определение катета сварного шва настила

Расчетная толщина прикрепляющего настил к балкам углового шва, выполненного ручной сваркой в нижнем положении вычисляется по формулам:

- по металлу шва;

- по металлу границы сплавления,

где N – усилие, действующее на шов. ;

k_f – размер катета шва;

β_f, β_z– коэффициент учитывающий глубину проплавления;

l_w – расчетная длина сварного шва,

R_wf,R_wz– расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) соответственно по металлу шва и по металлу границы; R_wf = 180 МПа, R_{wz =} 0,45R_un= 0,45·360МПа = 162 МПа.

γ_wf, γ_wz – коэффициенты условий работы шва;

γ_с – коэффициент условий работы.

Катет шва будет равен

- по металлу шва;

- по металлу границы сплавления.

Так как условие не выполняется, то принимаем катет шва конструктивно.

k_f= 4 мм.

Расчет и конструирование балки настила

Сбор нагрузок на балку настила

Балку настила рассчитываем как свободно опертую, загруженную равномерно-распределенной нагрузкой. Пролет балки равен шагу главных балок.

Для балок настила принимаем сталь С245 ( = 245 МПа). Предельный относительный прогиб балки . Балку настила рассчитываем на прочность при работе в упругой стадии.

Рис. 3. Компоновка балочной площадки.

Погонная нагрузка собирается с полосы шириной, равной шагу настила.

Нагрузка на балку настила:

 

Статический расчет балки настила

Определяем максимальный изгибающий момент

Поперечная сила равна

Рис. 4. Расчетная схема балки настила

 

Подбор сечения балки настила

Производим подбор сечения балки настила. Требуемый момент сопротивления:

где - расчетное сопротивление стали при изгибе.

γ_с – коэффициент условий работы конструкции.

По сортаменту подбираем стальной горячекатаный двутавр с параллельными гранями полок 26Б2 (по ГОСТ 26020-83) (h = 261 мм; b = 120 мм; s = 6.0 мм; t = 10 мм; W_х = 356.6 см ³; I_x = 4654 см ⁴; S_x = 201.5 см ³).

Проверка по касательным напряжения

Касательные напряжения у опор будут равны

где R_S – сопротивление стали сдвигу, R_S = 0,58 R_y =0,58·245·10³ кН/м² = 142,1·10³ кН/м²;

γ_с – коэффициент условий работы конструкции, γ_с = 1.

Принятое сечение балки настила удовлетворяет условию прочности.

Проверка жесткости балки настила

Прогиб балки настила в пролете составляет

где - предельный прогиб.

Принятое сечение балки настила удовлетворяет условию жесткости.

Рис. 5. Балка настила

 

Расчет и конструирование главной балки