2.2 Усложненный тип балочной клетки.

Определим толщину стального настила t_н и толщину сварного шва k_f , прикрепляющего настил к балкам. Пролет настила: а = 100 см.

Отношение найдем по графику, представленному в «Металлические конструкции»/ Под общей редакцией Е.И. Беленя. –М.: Стройиздат, 1986.

Для = 15 кН/cм² и [f / ℓ] = 1/150 отношение = 121,8 ( ).

Тогда t_н = а/121,8 = 100/121,8 = 0,82 (см).

Примем толщину настила согласно сортаменту стали t_н = 10мм.

Определим силу, растягивающую настил:

Расчетная толщина сварного углового шва:

.

Толщину шва принимаем .

3. Расчет прокатных балок настила и впомогательных балок.

Сечение прокатных балок настила и вспомогательных балок подбирается с учетом пластических деформаций.

Расчет выполняется так же, как для однопролетных шарнирно опертых с равномерно распределенной нагрузкой.

Подбор сечений балки из прокатных двутавровых профилей производят по расчетному моменту в середине пролета.

Для прокатных двутавров пластический момент сопротивления при изгибе в плоскости стенки в первом приближении принимается , где W – момент сопротивления сечения балки. Предельный нормативный прогиб балки не должен превышать 1/250 пролета.

Подбор сводится к выбору профиля по требуемому моменту сопротивления, который определяется из условия прочности по нормальным сечениям.

Условие прочности с учетом пластических деформаций:

где:

- – наибольший (расчетный) изгибающий момент в балке;

- - расчетное сопротивление стали изгибу (по пределу текучести);

- - коэффициент условий работы;

- W – момент сопротивления сечения балки.

Требуемый момент сопротивления с учетом пластических деформаций:

Предварительно для прокатных двутавров принимают:

1. Нормальный тип балочной клетки.

Исходные данные:

• нормативная (полезная) распределенная нагрузка – = 15 кН/cм²;

• коэффициент надежности по нагрузке:

– γ_f = 1,2 (СНиП 2.01.07-85*) для полезной нагрузки;

– γ_f = 1,05 (СНиП 2.01.07-85*) для собственного веса настила и балки;

• коэффициент надежности по условиям работы – γ_с = 1 (СНиП 2.01.07-85*);

• предельный относительный прогиб настила – [f / ℓ] = 1/250;

• сталь настила и балок – С235.

• расчетное сопротивление стали изгибу: ;

• шаг балок настила – а = 150см;

• толщина настила t_н = 1,4см.

Определим вес 1м² настила с учетом плотности стали ρ = 78,5 кН/м³.

Нормативная нагрузка на балку настила:

Расчетная нагрузка на балку настила:

Расчетный изгибающий момент (максимальный):

где – длина балки настила.

Требуемый момент сопротивления для поперечного сечения балки с учетом упруго-пластической работы (при ):

Примем по ГОСТ 8239-89 – двутавр №36:

, , = 0,486 кН/м (погонный вес).

Проверим прогиб принятой балки настила с учетом собственного веса.

Нормативная нагрузка

Относительный прогиб балки настила, закрепленный на двух шарнирных опорах под действием равномерно распределенной нагрузки равен:

где: – длина балки;

– модуль упругости балки;

- момент инерции.

Проверим прочность принятой балки с учетом собственного веса.

Расчетная нагрузка

Расчетный изгибающий момент

Для двутавра №36:

Прочность по нормальным сечениям с учетом развития пластических деформаций:

Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности и жесткости.