2. Расчёт стального плоского настила.

Предварительно можно задаться ориентировочной толщиной настила в зависимости от полезной нагрузки. По заданию p = 19 кН/м2 , т.к. p = 11÷20 кН/м2 , то t_н = 10 мм.

Размеры настила при работе его на изгиб с учетом распора Н _р, вычислим приближенно из условия заданного предельного прогиба, по II группе предельных состояний:

где: l_н – пролёт настила;

t_н – толщина настила;

n₀ – отношение пролёта настила к его предельному прогибу, величина, обратная предельному значению относительного прогиба конструкции;

Е1 – приведённый модуль упругости стали:

Е₁= кН/см²

Е – модуль упругости стали;

- коэффициент Пуассона для стали;

q_н – нормативное значение нагрузки, воспринимаемое сталью (включает в себя полезную нагрузку и собственный вес настила):

q= p_н + t_н+ =19+ 0,01* 78,5=19.785 кН / м²

=106.4

Отсюда найдём длину настила, которая будет являться так же шагом балок настила:

=106.4 * t=106.4* 10=1064 мм=1.064 мм.

Разложим балки настила с шагом 1,0 м. При пересчёте толщина незначительно изменяется, поэтому принимаем окончательно tн = 10 мм.

Силу распора, на действие которой рассчитываются сварные швы, крепящие настил к балкам настила, определяем по приближенной формуле, для полоски единичной ширины:

где: – коэффициент надежности по нагрузке, для действующей равномерно распределенной нагрузки, при полном нормативном значении нагрузки q≥2кН/м2, принимаем равным 1,2 (СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»)

кН/см

Для расчета сварного соединения настила с балками настила возьмем участок шириной 1 см. Сварные соединения с угловыми швами следует рассчитывать на срез по двум сечениям:

- по металлу шва:

- по металлу границы сплавления:

где: kf – катет углового шва;

N – сила, принимаемая равной распору:

N= =3.3473 кН/ см

f, z – коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые по табл.34*

СНиП II-23-81* «Стальные конструкции»;

lw – длина сварного шва (ширина полоски настила, закреплённой неподвижными шарнирами);

Rwf – расчётное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами,

принимаемое R wf =18.50 кН / см² для электрода типа Э42 по табл.56 СНиП II-23-81*

«Стальные конструкции»;

Rwz – расчётное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами, принимаемое R wz= 0,45*Run по табл.3 СНиП II-23-81* «Стальные

конструкции»:

R wz= 0,45*Run =0,45* 38.00= 17.10 кН/ см²

Run принимаем по табл.51* СНиП II-23-81* «Стальные конструкции»;

, – коэффициенты условий работы сварного шва;

– коэффициент условий работы конструкций.

В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых

швов следует принимать по расчёту, но не менее указанных в табл.38* СНиП II-23-81* «Стальные конструкции», поэтому принимаем kf = 6мм

3. Расчёт балок настила.

3.1. Подбор сечения.

Нагрузка, действующая на балку настила, будет включать в себя:

полезную нагрузку;

собственный вес настила;

собственный вес балок настила (1-2% от полезной нагрузки):

g_Н = *t= 78,5* 0,01= 0,785 кH / м² ;

Нормативное значение нагрузки, действующей на БН:

q_н = (p_н +g_н)* l_н+ qⁿ= (19+0.785)*1+0.198 = 19.983кH м

Расчётное значение нагрузки, действующей на БН:

q_р = (р_{н 1} +g_{н 2})* l_н+ q^н* ₂ = (19*1.2+ 0.785*1.05)*1 +0.198*1.05= 23.83 кH/м

где: – коэффициенты надёжности по нагрузке.

Максимальный изгибающий момент равен:

M_мах = q_р l²/ 8 =23.83*5²/8 = 74.47 кH м

Максимальная поперечная сила равна:

Q_мах = q l/2 = 23.83*5/2 = 59.58 кH

Расчёт на прочность разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 5400 кгс/см², несущих статическую нагрузку, при изгибе в одной из главных плоскостей выполняют по формуле:

где: с1 –коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций в элементах конструкций и зависящий от формы сечения;

Ry – расчётное сопротивление материала балки по пределу текучести;

– коэффициент условий работы конструкции для сплошных прокатных балок, несущих статическую нагрузку.

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки равен:

см ³

По сортаменту прокатных профилей (СТО АСЧМ 20-93) выбираем двутавр №25Б2

(Wх=324.2 см³)

Двутавр имеет следующие геометрические характеристики:

W_x = 324.2 см³;

I_x = 4052 см³;

А = 37.66 см²;

h = 250 мм; t = 6мм, d= 9мм, в= 125мм

S_x = 182.9 см³;

s = 0.6 см;

P = 29.6 кг м.