1.4. Расчет стального щитового настила

Назначим шаг ребер:

определяем требуемую толщину настила из условия жесткости по формуле:

Определяем расчетную погонную нагрузку на ребро:

Высотой ребра задаются из условия прочности по приближенной формуле:

В расчетное сечение включается само ребро и примыкающий к нему участок настила шириной .

Положение главной центральной оси расчетного сечения:

Момент инерции относительно оси х:

Определим массу погонного метра ребра:

Определим массу погонного метра настила с ребром:

Определим нормативное и расчетное значение нагрузок на ребро:

Проверку прочности расчетного сечения ребра производят по формуле:

, где

Проверку жесткости производят по формуле:

Определяем массу настила и балок настила, приходящуюся на квадратный метр площади:

Так как масса листового настила меньше, то он экономичнее, соответственно для данного проекта выбираем листовой настил.

2. Расчет главной балки

2 .1. Расчетная схема, нагрузки и усилия

Нагрузка от балок настила передается на главную балку в виде сосредоточенных сил. Для средней балки площадки сосредоточенная сила равно двум опорным реакциям балок настила. При большом количестве сосредоточенных сил их можно заменить равномерно распределенной нагрузкой.

Погонная нагрузка с приближенным учетом собственного веса главной балки (5%) будет равна:

где 0,01 – коэффициент перевода массы в вес, =1,05 – коэффициент надежности по собственному весу.

Максимальные значения изгибающего момента и перерезывающей силы составляют:

2.2. Компоновка сечения главной балки.

Сечение главной балки компонуется из трех листов (двутавр): вертикального листа (стенка) и двух горизонтальных (полки).

Высота балки принимается в результате сопоставления строительной, минимальной и оптимальной высоты.

Строительная высота диктуется заданными отметками верха настила и подплощадочного габарита . При этом строго соблюдается верхняя отметка, так как здесь находится оборудование, обслуживающее технологический процесс. Отметка низа конструкций может быть поднята, но не может быть опущена, так как под балочной клеткой должен быть соблюден габарит.

- зазор, учитывающий прогиб главной балки.

=60…100мм

Минимальная высота сечения определяется из условия предельного состояния по жесткости, при которой расчетные напряжения , т. е. полностью используется прочность материала.

определяется интерполяцией:

Оптимальная высота определяется по формуле:

Высоту сечения назначают в зависимости от соотношений между полученными значениями , и :

Если , принимаем

Если , принимаем

Если , принимаем

Если , принимаем

В данном случае мы имеем: , соответственно принимаем .

Принимаем этажное сопряжение балок настила с главными балками

Высота стенки принимается ориентировочно на 40…60мм меньше , т. е. учитывается предполагаемая толщина полок, окончательно высоту стенок назначают кратной 50мм для того, чтобы ее можно было изготовить из стандартных листов:

Толщина стенки рассчитывают из условий оптимальности, прочности и устойчивости

Из условия оптимальности:

; ;

Из условия прочности стенки на срез в опорном сечении:

Из условия устойчивости стенки – во избежание установки продольных ребер жесткости:

Принимаем

Для определения ширины и толщины полки можно определить сначала требуемую площадь одной полки . Поскольку момент сопротивления балки состоит из моментов сопротивления полок и стенки, момент сопротивления двух полок будет равен (с некоторыми допущениями), а требуемая площадь одной полки из условия прочности ; где - из условия прочности балки по нормальным максимальным напряжениям.

.

Аналогично требуемую площадь одной полки можно получить по требуемому моменту инерции:

;

Здесь - из условия жесткости

Выбираем ориентировочную площадь полки (большее из значений требуемой площади)

Назначаем размеры, соблюдая условия:

1) - требование общей устойчивости балки;

2) - требование местной устойчивости сжатой балки

Стандартные размеры ширины листа: 200, 210, 220, 240, 250, 260, 280, 300, 320, 340, 360, 380, 400, 420, 450, 480, 500, 530, 560, 600, 630, 650.

с учетом стандартных размеров:

- условие устойчивости выполнено