Стальная рабочая площадка промздания 2 (стр. 2 из 4)

q_n - нормативная равномерно распределенная нагрузка

g_f - коэффициент надежности по нагрузке;

l_min – наименьшая сторона пластины;

t_sh – толщина настила.

44654654654

Рис.2.1. К расчету настила

Определяем коэффициент k_{p ,} при величине нагрузки

q_n = g_n(g_sh +v_n) = 1*(0,628 + 16) = 16,628 кН/м² = 0,0016628 кН/см²

значению которого соответствуют в табл. 8.3 [5] величины коэффициентов k₀ = 0,0421 и

k_i= 0,3888

Тогда

Условие прочности выполняется.

1.4. Проверка жесткости настила

Максимальный прогиб в середине пластины определяем по [5] в виде

f_max = k_dt_sh,

где k_d – коэффициент, принимаемый по табл.8.3 [5] в зависимости от величины k_p

При k_p=40.49 k_d = 0.836 и f_max = 0.836 × 1 = 0.836 см

Предельный прогиб настила по [ 2 ] равен f_u= l_sh/129 = 160/129 = 1,24см

Требование второго предельного состояния для настила выполняется

f_max = 0.836 см < f_u= 1,24см

1.5. Расчет крепления настила к балкам

Для крепления настила к балкам принимаем полуавтоматическую сварку. Для стали С235 рекомендуется сварочная проволока Св-08А (табл. 55* ринимаем Св-08А, для которой расчетное сопротивление металла швов (по табл.56 [1]) равно R_wf = 180 МПа = 18 кН/см², расчетное сопротивление металла границы сплавления для стали С235 при R_un = 360 МПа равно

R_wz= 0,45R_un= 0,45×360 = 162 МПа

Для полуавтоматической сварки b_z=0,7; b_z = 1,0 (табл. 34* [1]).

Проверяем выполняется ли условие п. 11.2* [ 1 ] правильности выбора сварочного материала

R_wz£R_wf£R_wzb_z/b_z

162< 180< 162×1,0/0,7 = 231

Материал принят правильно, расчет можно выполнять только по металлу шва.

Цепное усилие в настиле определяем по приближенной формуле

Расчетная высота углового шва, прикрепляющего настил к балке, по металлу сварного шва равна

,

где l_w – расчетная длина углового шва, l_w = 1,0 см

Минимальный катет шва, в соответствии с табл. 38* [1], при толщине свариваемых элементов – 10мм (настил) и 8,5мм (полка двутавра 35Б1) будет 5мм. Принимаем сварной шов для крепления настила к балкам высотой по катету k_f = 5мм.

2. Расчет прокатной балки.

Выполнить проверку балки настила варианта балочной клетки, принятого в качестве основного в примере 1.

Исходные данные (по результатам компоновки основного варианта)

- настил – лист толщиной 10 мм;

- балка настила – двутавр №35Б1 по ГОСТ 26020-83;

- пролет балок настила l_fb= 6,0 м;

- шаг балок настилаа_fb = 160 см;

- материал балок сталь обычной прочности.

2.1.Расчетные характеристики материала и коэффициенты

Балки настила прокатного профиля относятся к второй группе конструкций, принимаем сталь С345-3 по ГОСТ 27772-88. Для этой стали Ry=335 Mпа при толщине проката от 2 до 10 мм. Run=490Mпа. Модуль упругости=2,06*10⁵Мпа. 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 балок принимаются в зависимости от величины пролета по табл.19 [2]. При l= 6 м – f_u = l/200=3 см.

2.2. Геометрические характеристики двутавра №35Б1

Геометрические характеристики принимаем по сортаменту горячекатаных двутавров по ГОСТ 26020-83:

- высота сечения h= 346 мм,

- толщина стенки t_w = 6,2 мм,

- ширина полки b_f= 155 мм,

- толщина полки t_f= 8,5 мм,

- площадь сечения А = 49,53 см²,

- момент инерцииI = 10060см⁴,

- момент сопротивления W = 581,7 см³.

Масса профиля g = 38,9 кг/м

Площадь полки A_f = t_fb_f = 0,85×15,5 = 13,175 см².

Площадь стенки A_w = A – 2A_f = 49,53 - 2×13,175 = 23,18см²

2.3. Статический расчет

Уточняем нагрузку на балку

Погонная (линейная) нагрузка для расчета на прочность

где g_fb – вес 1 м.п. балки настила, g_fb=0,389 кН/м.

Линейная нагрузка для расчета на жесткость равна:

Определяем расчетные усилия

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета балки

Максимальная поперечная сила на опоре

2.4. Проверка прочности

Касательные напряжения в опорном сечении балки проверяем по формуле

где R_s = 0,58R_y = 0,58×240 = 139,2 МПа

Поскольку t = 4,79 МПа < 0,5Rs = 0,5×139,2 = 69,6 МПа, то с₁ = с в формуле проверки нормальных напряжений. Коэффициент с принимаем по табл. 66 [1], а зависимости от отношения A_f/A_w = 13,175/23,18 = 0,57, при котором с = 1,113.

Выполняем проверку нормальных напряжений

Требование прочности выполняется

2.5. Проверка жесткости

Определяем прогиб балки в середине пролета

Требование второго предельного состояния выполняется, так как

f=2,2 см < f_u= 3,0 см

3. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ПОДБОР СЕЧЕНИЯ СОСТАВНОЙ СВАРНОЙ БАЛКИ.

Подобрать сечение составной сварной балки, являющейся главной балкой рабочей площадки, компоновка которой выполнена в предыдущем пункте.

Исходные данные:

(а) по заданию на проектирование

- пролет главной балки l_mb = 11,0 м;

- шаг главных балок a_mb = 6,0 м;

- строительная высота перекрытия, м – не ограничена;

- материал – углеродистая сталь обычной прочности;

- временная равномерно распределенная нагрузка на площадку v_n = 16 кН/м² (вся временная нагрузка длительнодействующая).

(б) по результатам выполнения предшествующих разделов

- количество балок настила, опирающихся на главную балку 7 (5 шагов по 1,6 м и 2 шага по 1,5 м);

- шаг второстепенных балок a_fb= 1,6 м;

- второстепенные балки из двутавров 35Б1 (по ГОСТ 26020-83), ширина полки

b_f,fb= 155 мм;

- реакция второстепенной балки Q_{f b} = 97,35 кН;

- постоянные нагрузки: от массы настила g_sh,n= 0,785 кН/м², от второстепенных балок

g_fb,n= 0,389 кН/м².

3.1. Расчетные характеристики материала и коэффициенты.

Сварные балки перекрытия относятся к 1-й группе конструкций (табл. 50* [1] ). Сталь обычной прочности, соответствующую этой группе, принимаем С255 по ГОСТ 27772-88. Расчетное сопротивление стали принимаем для листов толщиной до20 мм (предполагаемая толщина поясов балки) R_y= 240МПа, R_un = 370 МПа (табл. 51* [1]), E = 2,06×10⁵ МПа, n = 0.3 (табл. 63 [1]). Для сооружений I уровня ответственности (прил.7* [2]) коэффициент надежности по ответственности равен g_n= 1.

Коэффициент условий работы при расчете на прочность g_c=1,0, при расчете на устойчивость g_c=0,95 (табл. 6 [1]).

Коэффициенты надежности по нагрузке g_fg =1,05 (п.2.2 [2]), g_fv=1,20 (п.3.7 [2]).

Предельный относительный прогиб главной балки f_mb,u = l_mb/250, (п.2, табл. 19 [2]).

3.2. Статический расчет

Расчетную схему главной балки принимаем в виде разрезной шарнирно-опертой однопролетной балки. Поскольку число сосредоточенных грузов от давления балок настила более 5, то нагрузку принимаем в виде равномерно распределенной.

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

где g_mb – вес 1 м.п. главной балки, принимаем g_mb=2,5 кН/м.

Линейная нагрузка для расчета на жесткость равна:

Рис. 2.1. Расчетная схема балки

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета балки

Максимальная поперечная сила на опоре

.

Изгибающий момент в середине пролета балки от нагрузки для расчета на жесткость