Проверка прочности настила

Расчетные характеристики материала и коэффициенты

Настил относится к 3-й группе конструкций (табл. 50* [1]), поэтому сталь обычной прочности может быть С235 по ГОСТ 27772-88. Для этой стали расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу равно R_y =230 МПа при толщине листов от 2 до 20 мм, временное сопротивление стали разрыву R_un =360 МПа (табл. 51* [1]).

Балки настила и вспомогательные балки прокатного профиля относятся ко 2-й группе конструкций, принимаем сталь С245 по ГОСТ 27772-88. Для этой стали R_y =240 МПа при толщинах листов от 2 до 20 мм, R_un =370 МПа (табл. 51* [1]).

Модуль упругости стали Е = 2,06×10⁵ МПа. Коэффициент поперечной деформации (Пуассона) n=0,3 (табл. 63 [1]).

Для сооружений I уровня ответственности коэффициент надежности по ответственности g_n = 1 (прил. 7* [ 2 ]).

Коэффициент условий работы настила и прокатных балок g_с = 1,0 (табл. 6* [1]).

Коэффициенты надежности по нагрузке для постоянной нагрузки g_fg = 1,05 (табл. 1 [2]), для временной нагрузки g_fv = 1,20 (п.3.7 [2]).

Предельные относительные прогибы для настила и балок принимаются в зависимости от величины пролета по табл.19 [2]. При l £ 1 м – f_u = l /120, при l = 3 м – f_u = l /150, при l = 6 м – f_u = l /200

Компоновка

Принимаем нормальный тип балочной клетки. Определяем возможное отношение пролета настила к его толщине, предварительно вычислив.

и задавшись n₀ =l_sh / f_sh = 120, при величине временной нагрузки для расчета настила по второму предельному состоянию

n _n = g_n v ₀ = 1×0,0016 = 0,0016 кН/см²,

Для величины временной нагрузки v ₀ = 16 кН/м рекомендуемая толщина настила 8-10 мм. Принимая толщину настила 10 мм, получим предельный пролет настила

Поскольку пролет настила равен расстоянию между краями полок балок настила, то предельный шаг балок, при предварительно принятой ширине полки b_f_,_fb = 13 см, равен

a_fb_,_u = l_sh + b_f_,_fb = 189,2 + 13 = 202,2 см

Принимаем шаг балок настила из условия кратности пролету главной балки и возможности выполнения монтажного стыка главной балки в середине пролета. Принимаем число шагов 7, при этом 5 шагов по 160 см и 2 по 150 см. Расчетный шаг балок настила a_fb = 160 см < 202,2 см

Подбор сечения балки настила.

Погонная (линейная) нагрузка для расчета на прочность определяется по формуле

где g_fb – вес 1 м.п. балки настила, принимаем g_fb = 0,35 кН/м.

Линейная нагрузка для расчета на жесткость равна:

Балка настила является однопролетной, статически определимой с равномерно распределенной нагрузкой. Максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета балки определяется по формуле

Требуемый момент сопротивления

где с₁ – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, предварительно принимаем с₁ = 1,1.

Требуемый момент инерции сечения балок из условия обеспечения жесткости находим по формуле

По сортаменту (ГОСТ 26020-83) подбираем двутавр с параллельными гранями полок №35Б1, для которого I = 10060 см⁴, W = 581,7 см³, g = 38,9 кг/м

Вариант компоновочной схемы несущих элементов балочной площадки приведен на рис. 1.1.

Рис.1.1. Вариант балочной клетки

Балочная клетка нормального типа.

Проверка прочности настила

Поскольку отношение большей стороны листа настила к меньшей равно 6,0/1,6 = 3.75, что больше 2, то в этом случае настил рассчитывается как длинная пластина, работающая в условиях цилиндрического изгиба только вдоль короткой стороны (рис.2.1).

Полное напряжение в пластине равно

s _х = s _ох + s _их,

где s _ох – осевые напряжения вдоль оси х;

s _их - изгибные напряжения вдоль оси х.

Условие прочности по упругой стадии работы стали запишем по [5] в виде