1. Расчет по металлу шва

• коэффициент глубины провара шва _f = 0,9 (табл. 34^* СНиП II-23-81^*)

• коэффициент условия работы шва _wf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81^*)

В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81^* принимаем электроды типа Э42 для стали С235.

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 _z = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81^*)

• коэффициент условия работы шва = 0,45R_un. По т.51^* СНиП II-23-81^*

для стали С245 R_un =360 МПа.R_wz=0.45·360=162 МПа=16,2кН/см².

_wz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81^*);

Принимаем требуемый катет шва к=4 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81^*)

3.3.2. Расчет балок настила

Настил непрерывно опирается на полки балок настила, следовательно, балки настила находятся под воздействием равномерно распределенной нагрузки. В качестве расчетной схемы для балки настила принимается однопролетная разрезная балка с пролетом, равным шагу вспомогательных балок

Принимаем сталь С245 ,ГОСТ 27772-88 =240 МПа t=2-20 мм =425см (расчетная схема рис. 3)

Определение удельного веса настила

Сбор нагрузок:

Вид нагрузки	qH, кН/	γf	q, кН/
Металлоцементный раствор- 30мм	0,75	1,3	0,975
Гидроизоляция (2 слоя рубероида на мастике)	0,15	1,3	0,13
Теплоизоляция шлакобетоном	0,48	1,3	0,624
Полезная нагрузка	24	1,05	25,2
Стальной настил t=9 мм	0,707	1,05	0,742
Итого	26,04		27,67

-нормативная нагрузка, - расчетная нагрузка

М аксимальный расчетный изгибающий момент определяется по формуле

По найденному по сортаменту принимаем ближайший больший номер двутаврового профиля. Затем, используя уже действительную характеристику W, определяется фактическое напряжение в балке

По сортаменту возьмем двутавр №20 ГОСТ 8239-89 (I_х=1840см⁴, W_х=184см³, S_х=104 см³, b=100 мм, t=8,4 мм, d =5.2 мм, h = 200 мм, m_бн =21 кг/м).

Уточним коэффициент с₁=с по табл. 66 СНиП II-23-81^*

А_f=bt=840 мм²;

А_w = (h-2t)d = 952.64мм²

с = 1,08

Фактическое напряжение в балке

235,86 264 - условие прочности выполняется

Перерезывающая сила на опоре:

Q_max = q_бн l_бн  0,5= 27,674,25  0,5 =44,12 кН ;

Проверка касательных напряжений.

;

;

R_S _с = = 14,94 кН/см^2;

4,8<14.94=> условие выполняется.

Проверка жесткости.

;

;

0,0051>0,004=>жесткость балки не обеспечена.

По сортаменту возьмем двутавр №22 ГОСТ 8239-89 (I_х=2250см⁴, W_х=232см³, S_х=131 см³, b=110 мм, t=8,7 мм, d =5.4 мм, h = 220 мм, m_бн =24 кг/м).

0,0037>0,004=>жесткость балки обеспечена.

3.3.3. Проектирование и расчет вспомогательной балки.

Вид нагрузки	qH, кН/	γf	q, кН/
Металлоцементный раствор- 30мм	0,75	1,3	0,975
Гидроизоляция (2 слоя рубероида на мастике)	0,15	1,3	0,13
Теплоизоляция шлакобетоном	0,48	1,3	0,624
Полезная нагрузка	24	1,05	25,2
Стальной настил t=10 мм	0,707	1,05	0,742
Балки настила №22	0.32	1.05	0.336
Итого	26,36		28.01

Определим удельный вес балок настила.

Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил.При количестве балок настила 4 и более,можно представить сосредоточенные силы в виде эквивалентной распределенной нагрузки

С осредоточенная сила на вспомоготельную балку

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки вычисляем по формуле:

Требуемый момент сопротивления при с₁ = 1,1:

Рис 13

По сортаменту принимаем двутавр №45 ГОСТ 8239-89 (I_х=27696 см⁴, W_х=1231 см⁴, S_х=708 см³, b=160мм, t=14.2 мм, d =9мм, h=450мм,R=16мм,m_n=66.5 кг/м).

Проверка прочности

Уточним коэффициент с₁=с по табл. 66 СНиП II-23-81^*

А_f=bt=2272 мм²;

А_w = (h-2t)d =3794.4 мм²;

 с = 1,11=>

220.52  264 - условие прочности выполняется

Проверка касательных напряжений.

;

;

R_S _с = = 15,312 кН/см^2;

7,6<15.312=> условие выполняется.

Проверка жесткости.

;

;

0,0023<0,004=>жесткость балки обеспечена

Так как при приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле

,

где F_бн=89,28 - расчетная сосредоточенная нагрузка;

t=1,42 – толщина стенки вспомогательной балки;

l_ef=b+2t_ef =11+2·3,02 =17,04(см)– условная длина распределения нагрузки, где b=10см-ширина полки балки настила;

t_ef =t+r =1,42+1,6=3,02(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, где t=1,42 см; r=1,6см.

;

R_yγ_c=24·1,1=26,4;

5,8226,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления.

Проверка общей устойчивости балки

- расчет на общую устойчивость не требуется.

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ.

Наименование элементов	1- вариант		2- вариант		3- вариант
	Расход стали, кг/	Количество балок, шт	Расход стали, кг/	Количество балок, шт	Расход стали, кг/	Количество балок, шт
Стальной настил	142		78.5		70.7
Балки настила	21	8	23.3	20	32	20
Вспомогательные балки	13,4	4	16.8	5	15.7	4
ИТОГО:	176,4	12	118.6	25	118.4	24

Вывод: по расходу стали и количеству монтажных элементов наиболее экономичен вариант №.3