Вертикальные предельные прогибы fu

элементов балочной клетки

Элемент	Предельный прогиб fu
Стальной настил	l/150
Балки настила	l/200
Вспомогательные балки	l/250
Главные балки	l/400

4.1. Расчет настила

Конструкция несущего настила из стального листа укладывается на балки настила и приваревается к ним. Для стационарного настила применяют плоские листы толщиной 6–14 мм. Исходя из несущий способности этих листов, пролет настила l_н, определяемый расстоянием между балками настила а, принимается в пределах 0,6–1,6 м.

Настил, имеющий достаточную толщину t_н и соотношение пролета настила к толщине l_н/t_н < 40, рассчитывается на поперечный изгиб как плита без распора; относительно тонкий настил при соотношении l_н/t_н > 300 работает как мембрана только на осевое растяжение. Для восприятия распора требуются неподвижные опоры. Листовой настил с соотношением пролета к толщине 40 ≤ l_н/t_н ≤ 300 занимает промежуточное значение между плитой и мембраной, работает на изгиб с растяжением.

Рис. 4.3. Расчетная схема настила

Для расчета стального настила, изгибаемого по цилиндрической поверхности, вырезается полоска шириной 1 см, работающая на изгиб от момента М_max и растяжение от усилия Н, вызванные поперечной равномерно распределенной нагрузкой q (рис. 4.3).

Цилиндрическая изгибная жесткость настила при отсутствии поперечных деформаций E₁I, где Е₁= Е/(1–ν²) = 2,06 · 10⁴/(1 – 0,3²) = 2,26 ·10⁴ кН/см².

Здесь Е = 2,06 · 10⁴ кН/см² – модуль упругости стали,  = 0,3 – коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона).

Толщина стального настила t_н, не подкрепленного ребрами жесткости, назначается в зависимости от заданной полезной нагрузки p_n. Ее рекомендуемое значение принимается по табл. 4.3 и согласуется с ГОСТ 82-70 «Сталь широкополосная универсальная горячекатаная» или ГОСТ 19903-74 «Сталь листовая горячекатаная».

Таблица 4.3

Рекомендуемая толщина стального настила

Полезная нагрузка pn, кН/м2	Толщина листа, мм
До 10	6 – 8
11 – 20	8 – 10
21 – 30	10 – 12
 31	12 – 14

При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и предельном относительном прогибе f_u/l_н = 1/n_о ≤ 1/150 прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена и его рассчитывают только на жесткость.

Максимальный пролет настила l_н (шаг балок настила а) определяется из условия жесткости по формуле

Усилие Н на 1см ширины настила, на которое рассчитываются сварные швы, прикрепляющие настил к балкам, определяется по формуле

где _p = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке для полезной (технологической) нагрузки.

Выбор типа электродов для сварки стали соответствующего класса и расчетное сопротивление металла шва принимается по табл. 2.5 и 2.7.

Настил крепится к балкам угловыми швами, выполненными ручной сваркой.

Катет шва k_f определяется по формуле

k_f = H/(β_fl_wR_wfγ_c),

где β_f – коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва для ручной сварки, принимается по табл. 3.5;

_с – коэффициент условий работы конструкции;

l_w = 1,0 см – длина шва, равная ширине рассматриваемой пластинки.

Размер катета шва согласуется с конструктивным минимальным катетом k_f,min по табл. 3.3 в зависимости от максимальной толщины соединяемых элементов.

Максимальный катет угловых швов k_f,max принимается не более толщины настила t_н.

При использовании в качестве несущего настила железобетонных плит при принятом расчетном пролете плиты l_пл, равном шагу балок настила, толщину плиты выбираем по табл. 4.4 в зависимости от полезной нормативной нагрузки p_n. Расчетный пролет плиты (шаг балок) в различных рассматриваемых вариантах принимают в пределах от 1,2 до 3 м.

Таблица 4.4

Толщина железобетонной плиты

Расчетный пролет плиты lн, м	Толщина железобетонной плиты, см, при временной нормативной нагрузке pn, кН/м2
	10–15	15–20	20–25	25–30	30–35
<1,5	8	8	10	12	14
1,5–2,0	10	10	12	12	14
2,1–2,5	10	12	12	14	16
2,6–3,0	12	14	14	16	18