56 Конструирование и расчёт стальных настилов

Простейшая конструкция несущего настила состоит из стального листа, уложенного на балки и приваренного к ним. Расстояние между балками, поддерживающими настил, опреде­ляется его несущей способностью или жесткостью. Наиболее выгодное решение по расходу материала получается при минимальной толщине настила, так как в двутавровых балках, работающих на изгиб, материал используется лучше, чем в настиле прямоугольного сечения. Однако уве­личение числа балок при тонком настиле резко увеличивает трудоем­кость перекрытия, что нежелательно.

Опирание настила на параллельные балки позволяет считать, что он изгибается по цилиндрической поверхности. Для расчета такого настила мысленно вырежем из него полоску единичной ширины, закрепленную по концам неподвижными шарнирами, и тогда ее прогиб под нагрузкой

59 Расчёт прокатных стальных балок

Подобранное сечение проверяют на прочность от действия касатель­ных напряжений по формуле

τ= Q_mахS/It_ст

где Q_max — наибольшая поперечная сила на опоре;  S и I — статический момент и момент инерции сечения; t_ст — толщина стенки балки.

Помимо проверок прочности балки необходимо в местах с больши­ми нормальными напряжениями проверять их общую устойчивость (см. гл. 3).

Устойчивость балок можно не проверять при передаче нагрузки че­рез сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный, а также при отношении рас­четной длины участка балки между связями, препятствующими попе­речным смещениям сжатого пояса балки l_о к его ширине b, не превы­шающем: при 1≤h/b≤6 и b/t≤35

,

где b и t — соответственно ширина и толщина сжатого пояса; h_о — расстояние (высота) между осями поясных листов; (для сечений балок, работаю­щих упруго, δ=1).

При недостаточном закреплении сжатого пояса балки ее общую ус­тойчивость проверяют по формуле

M/φ_б W_с ≤ Кγ

где W_с — момент сопротивления для сжатого пояса: γ=0,95 — коэффициент условий работы при проверке общей устойчивости балок.

Для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии φ_б = φ₁ при φ₁≤0,85 и φ_б = 0,68+0,21φ при φ>0,85. В этом случае критичес­кие напряжения потери устойчивости находятся в зоне упругопластиче-ской работы материала и определяются по формуле

где коэффициент  ψ принимают по прил. 6 в зависимости от закрепле­ния балки, вида и места приложения нагрузки и параметра α, характе­ризующего сечение. Для двутавровых балок с двумя осями симметрии при двух и более закреплениях сжатого пояса в пролете, делящих про­лет на равные части, при любом виде нагрузки, приложенной к любому из поясов, коэффициент ψ= 2,25 + 0,07α при 0,1≤α≤40.

 Для прокатных двутавров

I_к — момент инерции сечения при кручении.

Проверка устойчивости балок швеллерного и других типов сечений имеет свои особенности и должна проводиться в соответствии с указа­ниями СНиП.

Если при проверке выясняется, что общая устойчивость балки не обеспечена, то следует уменьшить расчетную длину сжатого пояса, изменив схему связей.

Проверка местной устойчивости поясов и стенки прокатных балок не требуется, так как она обеспечивается их толщинами, принятыми из условий проката.