Конструирование балочной клетки (стр. 3 из 8)
Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).
Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила lн при lн=62,5 см.
где
;qн –нормативная нагрузка на настил;
; 
; 
;tн=0,73 см. По сортаменту принимаем tн=8 мм.
Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.
Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный
длины шва: 
где γf- коэффициент надежности по нагрузке (γf=1,05).
;1. Расчет по металлу шва
- коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*)
- коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*)
В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.
Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*).
2.Расчет по металлу границы сплавления.
- коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*)
- коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81*
для стали С245 Run =370 МПа.Rwz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см2.
gwz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81*);
Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)
4.2.2.Расчет балок настила
Сбор нагрузки: Таблица 5
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка,  | f | Расчетная нагрузка,  | |
| 1 | Металло-цементный раствор t=30мм | 0,75 | 1,3 | 0,975 |
| 2 | Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике | 0,1 | 1,3 | 0,13 |
| 3 | Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм | 0,48 | 1,3 | 0,624 |
| 4 | Стальной настил t=8мм | 0,628 | 1,05 | 0,6594 |
| 5 | Полезная нагрузка | 28 | 1,05 | 29,4 |
| Итого: | 29,958 | 31,7884 |
Определение удельного веса настила.
Рис.7
Погонная нагрузка на балку настила
31,7884*0,625=19,86775 
;Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
По сортаменту принимаем двутавр №16 ГОСТ 8239-89 (Iх=873см4, Wх=109см4, Sх=62.3 см3, b=81 мм, t=7,8 мм, d =5.0 мм, h = 160 мм, mбн =15.9 кг/м).
Проверка нормальных напряжений
;Rggс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
25.37 < 26,4 - условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=8.1·0,78=6.318м2;
Аw = (h-2t)d = (16-2·0,78)0,5 =7.22 см2
Þ с = 1,0825=> 
25,78 < 26,4 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qбн lбн × 0,5= 19.86775×3.5 × 0,5 =34.76856 кН ;
Проверка касательных напряжений.
; 
;RS gс =
= 14,94 кН/см2;3.18<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
; 
;lбн=350 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0029958·62.5=0,1872375 кН/см;
Jx=873 см4
0,0058>0,004=>жесткость балки не обеспечена.
По сортаменту принимаем двутавр №18 ГОСТ 8239-89 (Iх=1290см4, Wх=143см4, Sх=81.4 см3, b=90 мм, t=8,1 мм, d =5,1 мм, h = 180 мм, mбн =18,4 кг/м).
Проверка нормальных напряжений
;Rggс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
19,34 < 26,4 - условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=9·0,81=7,29 см2;
Аw = (h-2t)d = (18-2·0.81)0.51 =8,3538 см2
Þ с = 1,083=> 
19,64 < 26,4 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qбн lбн × 0,5= 19,86775×3,5 × 0,5 = 34,76856 кН ;
Проверка касательных напряжений.
; 
;RS gс =
= 14,94 кН/см2;2,81<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
; ;lбн=350см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0029958·62,5=0,1872375 кН/см;
Jx=1290 см4
0,00393<0,004=>жесткость балки обеспечена.
4.2.3.Расчет вспомогательных балок
Сбор нагрузок:
Таблица 6
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка, | f | Расчетная нагрузка, | |
| 1 | Металло-цементный раствор t=30мм | 0,75 | 1,3 | 0,975 |
| 2 | Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике | 0,1 | 1,3 | 0,13 |
| 3 | Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм | 0,48 | 1,3 | 0,624 |
| 4 | Стальной настил t=8мм | 0,628 | 1,05 | 0,6594 |
| 5 | Балки настила № 18 | 0,2944 | 1,05 | 0,30912 |
| 6 | Полезная нагрузка | 28 | 1,05 | 29,4 |
| Итого: | 30,2524 | 32,09752 |
Определим удельный вес балок настила.
Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. При частом расположении балок настила (4 и более) можно заменить сосредоточенные силы эквивалентной равномерно распределённой нагрузкой.
Погонная нагрузка на балку настила:
; 
32,09752*3,5=112,34132 ; 
Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки вычисляем по формуле:
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
По сортаменту принимаем двутавр №45 ГОСТ 8239-89 (Iх=27696 см4, Wх=1231см4, Sх=708 см3, b=160 мм, t=14,2 мм, d =9 мм, h = 450 мм, mбн =66,5 кг/м).
Проверка прочности
Рис.8
;Rggс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
25,92 < 26,4 - условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*