Расчет настила

Конструктивная и расчетная схемы настила пред­ставле-ны на рис. 4. Пролет настила равен шагу балок а = 0,8 м.

Рис. 4. К расчету настила:

а) конструктивная схема;

б) расчетная схема.

Ве­ли­чина временной норматив­ной нагрузки, действующей на настил ( 24 кН/м²), находится в пределах 50 кН/м². Прочность настила при дан­ной нагрузке будет обеспечена [1], поэтому расчет производим только по жесткости. Критерием жестко­сти для изгибаемых элементов является величина пре­дельно допустимого относительного прогиба. Для стального настила [f/a] = 1/150 ([7], табл. 19).

Расчет настила будем производить с помо­щью графиков Лейтеса (рис. 2). Для за­дан­ной нагрузки и предельно допустимого относитель­ного прогиба [f/a] = 1/150 определяем требуемое отношение пролета настила к его толщине a/t = 97; тогда минимальная толщина настила определится, как:

t = a/97= 80 см/97 = 0,825 см.

По ГОСТ 19903–74* принимаем толщину настила t = 9 мм.

Настил передает вниз на балки настила вре­менную нагрузку и на­грузку от соб­ственной массы. Нормативная величина нагрузки от массы на­стила, распреде­ленной на 1 м² площади , может быть оп­ределена умноже­нием объемной плот­ности стали на толщину листа:

3.1.3. Расчет балок настила

Конструктивная схема сопряжения балок настила с главными пред­став­лена на рис. 5,а. В запас прочности и жесткости в качестве расчетной схемы прини­маем однопролетную балку с шарнирными опо­рами (рис. 5,б).

Рис. 5. К расчету балки настила

а) конструктивная схема;

б) расчетная схема;

в) эпюра изгибающих моментов;

г) эпюра перерезывающих усилий.

Каждая балка настила воспринимает на­грузку, действующую в преде­лах ее грузовой площади. Расчетная балка (рис. 3) воспринимает вре­менную нагрузку и постоянную нагрузку от настила, действующие в преде­лах грузовой по­лосы шириной а.

Таким образом, нормативная нагрузка, дейст­вующая на балку настила:

Расчетная на­грузка определяется с учетом коэффициентов надежности: по переменной нагрузке и постоянной нагрузки :

.

Коэффициенты надежности по нагрузке приведены в табл.1 [7]. Для стального листа = 1,05. Временная нагрузка в примере не конкрети­зиро­вана, поэтому условно при­мем коэффициент ее надежности = 1,2.

Определим величину расчетной погонной на­грузки, действующей в дан­ном случае на балку настила:

Величина максимального изгибающего момента, действующего в середине пролета рассматриваемой балки (рис. 5,в), определяется как:

Максимальное перерезывающее усилие действует на опорах:

Подбор сечения балки будем производить с учетом воз­можности развития в ней пластических деформаций ([6], п.5.18):

где:

R_y – расчетное сопротивление стального проката на сжатие, растяжение и из­гиб ([6], табл. 51); в данном случае = 24 кН/см².

с₁ – коэффициент, определяемый по ([6], фор­мулы 42, 43); в курсовой ра­боте для двутавровых балок по ГОСТ 8239-89 можно для упрощения с достаточ­ной точностью принять с₁=1,1;

- коэффициент условий работы ([6], табл.6); в рассматриваемом примере = 1,0.

С учетом конкретных значений , с₁, определяем требуемый момент со­противления:

По ГОСТ 8239–89 принимаем двутавр I33, имею­щий = 597 см³ > 548,2 см³, и линейную плот­ность

Прочность принятой балки обеспечена, так как . Обеспечена и об­щая устойчивость балки: нагрузка на нее передается через стальной жест­кий лист настила, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно к нему приваренный ([6], п. 5.16).

Проверим жесткость балки. Для этого определим относительный прогиб f / l₁ и сравним его с предельно допустимым значением [ f / l₁ ] =1/250 ([7], табл. 19):

<

Жесткость балки не обеспечена. Принимаем больший двутавр: I36, имею­щий = 743 см³, и линейную плот­ность Определяем его относи-

тельный прогиб:

На этот раз относительный прогиб балки меньше предельно допустимой величины.

Таким образом, можно сделать вывод, что балка отвечает предъявляе­мым к ней эксплуатационным требованиям по 1-й, и 2-й группам предельных состоя­ний.