1.2.6 Расчет крепления настила.

Рисунок 1.9 Схема крепления настила.

Расчет крепления настила ведем для нормального типа балочной клетки, как наиболее экономичного по расходу стали.

Определим растягивающее усилие (см. рис. 1.9) на 1 см настила.

где - коэффициент надежности по назначению (п. 1.10[1]);

- коэффициент надежности по нагрузке (т. 1.4[1]);

, при l=1.333 м по т. 1.5[1]

Для крепления настила принимаем полуавтоматическую сварку (ГОСТ 14771-76^*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) электродом CB-08Г2С (ГОСТ 2246-71*) ⌀1.4-2мм.

Угловой шов рассчитываем по металлу шва, так как

.

где , - коэффициенты глубины проплавления шва, для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа проволокой CB-08Г2С ⌀1.4-2мм , (т. 4.2[1]);

- расчетное сопротивление по металлу шва (т. 4.4[1]);

- (т. 4.7[1]), где - временное сопротивление свариваемости стали С285 (т. 2.3[1]);

- коэффициенты условий работы сварного шва;

Определяем катет сварного шва:

- расчетная длина шва;

коэффициент условий работы (т.2.1[1]).

Толщина углового шва, прикрепляющего настил к балкам

Находим катет шва:

В соответствии с требованиями т. 4.5[1] принимаем

2.Расчет и конструирование главной балки.

2.1. Подбор и проверка сечения главной балки.

Рисунок 2.1 Расчетная схема главной балки.

Главную балку проектируем переменного по длине сечения и рассчитываем без учёта развития пластических деформаций.

Вес настила и балок настила:

,

где - собственный вес настила,

- линейная плотность балки настила,

- шаг балок настила,

Вес главной балки принимаем в пределах (1..2)% от нагрузки на балку:

где шаг колонн в поперечном направлении;

Нормативная нагрузка на главную балку:

Расчетная нагрузка на главную балку:

Компоновка сечения главной балки.

Вычисляем максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета:

.

Максимальная поперечная сила на опоре:

Требуемый момент сопротивления сечения балки в упругой стадии работы:

- расчетное сопротивление стали С375 для листового проката по ГОСТ 27772-88 при толщине св. 10 до 20 мм (т. 2.3[1]);

Определяем ориентировочную высоту главной балки:

Определяем ориентировочную толщину стенки главной балки по эмпирической формуле:

Толщина стенки из условия среза:

где расчетное сопротивление материала стенки срезу,

Толщина стенки из условия местной устойчивости:

Принимаем стенку толщиной (т. 7.14[1]).

Оптимальная высота балки при :

где коэффициент, зависящий от соотношения конструктивных поясов и стенки балки, принимаемый равным 1.10÷1.15.

Минимальная высота балки:

где (т. 1.5[1]);

Принимаем высоту балки

Принимаем толщину полки (т. 7.14[1]), тогда высота стенки

_{Высота по осям поясов:}

Требуемый момент инерции сечения балки:

Моменты инерции стенки балки:

Моменты инерции полки:

Определяем требуемую площадь полки:

Определяем требуемую ширину полки:

Ширина полки принимается в пределах , но не менее 180 мм.

Принимаем из универсальной широкополосной стали по ГОСТ 82-70* (т. 7.14[1]).

условие выполняется.

Из условия свариваемости отношение толщины полки t_f к толщине стенки t_w не должно превышать 3:

условие выполняется.

Проверяем принятую ширину (свес) поясов , исходя из обеспечения их местной устойчивости:

условие выполняется.

Уточняем нагрузку на балку с учетом собственного веса главной балки.

Нормативная нагрузка на главную балку:

Расчетная нагрузка на главную балку:

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета:

.

Максимальная поперечная сила на опоре:

Проверяем толщину стенки балки из условия среза:

Проверяем условие, при соблюдении которого не требуется постановка продольных ребер в стенке:

Оба условия выполняются.

Определяем расчетные геометрические характеристики сечения.

Момент инерции сечения балки:

Момент сопротивления сечения балки:

Проверяем прочность балки по нормальным напряжениям:

Недонапряжение:

Проверяем жесткость главной балки:

Проверка прогиба (второе предельное состояние).

В соответствии с т. 1.5[1] допустимый относительный прогиб при l=14 м составит

Жесткость главной балки обеспечена, т. к.

Рисунок 2.2 Сечение главной балки.