3.4. Монтажні болти для з’єднання балок настилу з головними балками

Сполучення балок в одному рівні. В даному випадку для більш міцної сталі балки настилу С235 (порівняно з С255 головної балки) нормативні опори становлять R_yn= 235 МПа і R_un= 360 МПа.

Обчислюємо необхідні коефіцієнти:

К₁= R_un/100=380/100=3,8; К₂= 10R_yn/ R_un =10235/360=6,4.

Згідно з коефіцієнтами К₁= 3,8; К₂= 6,4 з табл. 58*[1] приймаємо клас міцності болтів 4.8, для яких розрахунковий опір зрізу R_bs=160 МПа.

З табл. 59*[1] для болтів класів точності В і С залежно від нормативного опору R_un= 360 МПа приймаємо розрахунковий опір зім’яттю з’єднувальних елементів балок R_bр=430 МПа.

4. Розрахунок стального настилу

В даному прикладі проліт настилу(крок балок настилу)становить а=110 см, розрахункове експлуатаційне навантаження на настил Р_е=27кПа=27 , відношення прольоту настилу до граничного прогину приймаємо n₀= =150.

З табл. 63 [1] приймаємо модуль пружності прокатної сталі Е=2,0610⁵ МПа та коефіцієнт Пуассона  = 0,3 прокатної сталі і визначаємо параметр Е₁=Е/(1-²)= 2,0610⁵ / (1-0,3²)=2,2610⁵ .

Обчислюємо товщину настилу:

приймаємо товщину настилу t=14 мм.

Товщину стального настилу приймають в межах 6...14 мм, заокруглюючи в більшу сторону до 1 мм. Якщо товщина настилу не вписується в означенні межі, то необхідно переглянути крок балок настилу.

5.Розрахунок балки настилу

В прикладі розрахунку прийнята товщина настилу t=0,014 м, прискорення вільного падіння g=9,81м/с², густина сталі =7,85 т/м³.

Характеристичне навантаження від ваги настилу:

S₀=tg=0,0149,817,85=1,078 кН/м²;

Розрахункове експлуатаційне навантаження від ваги настилу:

S_е= S₀ =1,078 ^. 1=1,078 кН/м²;

де =1 – коефіцієнт надійності за навантаженням.

Розрахункове погонне експлуатаційне навантаження на балку настилу:

q_1е=(P_е + S_е)a=(27+1,078)1,0= 30,886кН/м.

Розрахункове граничне погонне навантаження на балку настилу:

q₁=(P_е_fp+S_о_fм)a=(271,2+1,0781,05)1,1= 36,885 кН/м.

Розрахункова схема балки настилу з епюрами Q, M показана на рис.2.

Найбільший згинальні моменти і поперечна сила в балці:

від розрахункового експлуатаційного навантаження:

30,8864,9²/8=92,70 кНм;

від розрахункового граничного навантаження:

36,8854,9²/8=110,70 кНм;

Q = q₁l₂/2=36,8854,9/2= 90,37 кН.

Балку настилу розраховуємо з урахуванням розвитку пластичних деформацій.

Рис. 2 Розрахункова схема балки настилу з епюрами Q, M

У першому наближені підбираємо переріз балки за пружної роботи матеріалу:

W₀ = M/R_y=110700/23= 481,3 см³.

З таблиць сортаменту приймаємо прокатний двотавр I 30 (додаток1, табл..3) з геометричними характеристиками:

W_x=472 cм³, І_х=7080 см⁴, S_х=268 см³, h=30 см, b_f=13,5 см, t_f=1,02 см, t_w=0,65 см, А=46,5 см².

Обчислюємо площу:

полиці: А_f = b_ft_f = 13,51,02 = 13,77 см²;

стінки: А_w = A-2A_f = 46,5-213,77 = 18,96 см².

Величина відношення A_f/A_w = 13,77/18,96 = 0,73 см².

З табл. 66 [1] для першого типу перерізу залежно від величини A_f/A_w= 0,73 приймаємо коефіцієнт с = 1,097. Оскільки  = 0,

то с = с₁ = 1,1.

Перевірка балки прийнятого перерізу:

на міцність за нормальними напруженнями

 = М/(СW_x) = 11070/(1,097472) = 21,38 кН/см² = 213,8Мпа<R_y_c = 230МПа;

на міцність за дотичними напруженнями в опорному перерізі:

при сполучені балок в одному рівні:

= 1,5Q/[t_w(h-2t_f–а₁)] = 1,590,37/[0,65(30–21,02 - 2)] = 8,03кН/см² = 80,3МПа < R_s_c=133,4 МПа;

де а₁ = 2 см – розмір, який враховує зменшення висоти стінки через вирізи полиць;

на прогин:

.