- •Загальні відомості про конструкції сталевої балкової клітки
- •1.1. Вихідні дані
- •2. Вибір оптимальної схеми розкладання балок, компонування варіанта розкладання балок
- •2.1. Розрахунок настилу
- •2.2. Розрахунок балки настилу
- •2.3. Розрахунок допоміжної балки
- •3. Розрахунок головної балки прольотом 17м
- •3.1. Визначення розрахункових зусиль
- •3.2. Підбір перерізу
- •3.3. Зміна перерізів поясів головної балки
- •3.4. Перевірка загальної стійкості головної балки. Перевірка стійкості поясів та стінки балки
- •3.4.1. Перевірка стійкості стінки по відсіках
- •3.5. Розрахунок поясних швів та підбір перерізу ребер жорсткості
- •3.6. Розрахунок та конструювання опорного вузла
- •3.6.1. Розрахунок болтового зєднання допоміжної балки і головної балки
- •4. Розрахунок центрально стиснутої колони
- •4 Lx.1. Збір навантажень та визначення розрахункової довжини колони
- •4.2. Вибір перерізу і перевірка стійкості колони
- •4.3. Розрахунок бази колони
- •4.4Розрахунок столика опорного вузла головної балки
- •Використана література
- •2. Дбн в.1.2.-2-2006 Навантаження і впливи. к.: Мінрегіонбуд України, 2006.52 с.
2.1. Розрахунок настилу
Сталевий настил балкових кліток працює на згин із розтягом. На практиці використовують формулу розрахунку, яка враховує модуль пружності сталі Е=2.06 105мПа, та нормативно допустимий прогин сталевого настилуf/l=[1/150].
Проліт настилу дорівнює відстані між балками настилу (між полицями). Ширина полички балки настилу з двотавра №10 рівна мм. При кроці балок настилумм проліт настилу:мм.
t=5
l=445 b=55
a=500
Рис. 2.2. Розрахункова схема сталевого настилу
Відношення вільного прольоту настилу до його товщини мм повинно бути менше, ніж наведена залежність
,
де gх = 22 кПа – корисне навантаження на клітку в кПа ( завдання ).
Тобто настил товщиною 5 мм має достатню несучу здатність.
2.2. Розрахунок балки настилу
Балка настилу ( для даного випадку ) являє собою нерозрізну балку з рівномірно розподіленим навантаженням. Погонне навантаження знаходимо з урахуванням заданого корисного навантаження, а також власної ваги настилу та балки настилу. Характеристичне і розрахункове навантаження відповідно
де Pст.наст. = 0,0785 кН/м2– вага 1м2сталевого листа товщиною 1 мм;
qб.н. = 0,0946 кН/м – вага 1 погонного метра балки з двотавра №10[3];
а = 0,500 м – крок балок настилу;
γf = 1,2– коефіцієнт надійності за корисним навантаженням[2];
γfв.в.= 1,05– коефіцієнт надійності за навантаженням від власної ваги сталевих конструкцій [2].
2430*7=17000
М
Q
Рис. 2.3. Розрахункова схема балки настилу
Внутрішні зусилля з урахуванням перерозподілення згинаючих моментів знаходяться за формулами:
Випишемо із сортаменту [3] деякі характеристики двотавра №10:см3;І= 198 см4; А = 12 см2;см;см;см;см.
При товщині полички 7,2 мм < 10 мм розрахунковий опір згину= 24 кН/см2, т.51 [1] (Додаток т.1) фасон до10 мм. класу С245, а розрахунковий опір зсувукН/см2. Для несучих конструкцій клітки, якщо є залізнична колія, рекомендується приймати сталь С255, за відсутністю колії сталь С245 т.50 [1].
Розрахунок виконується з урахуванням пластичних деформацій сталі.
Відношення площі полички до площі стінки рівне:
.
За таблицею 66 [1] або за графіком (рис.2.4) знаходимо С = 1,0; при відсутності зони чистого згину ( також при ), С1= С = 1,07.
Рис. 2.4. Графік залежності коефіцієнта С від відношення площі полиці до площі стінки двотавра (відображення т.66[1] переріз 1)
Виконуємо перевірку нормальних напружень і визначаємо відсоток недонапруження
Виконуємо перевірку жорсткості і визначаємо її надлишок
,
.
Значення характеристичного відносного прогину визначаємо за таблицею 3, с.326[3] залежно від призначення конструкції та виду залізничної колії.
Виконуємо перевірку дотичних напружень
кН/см2кН/см2.
Загальна стійкість забезпечена, тому що на балку опирається суцільний сталевий настил, він розкріпляє її по всій довжині. Прийнятий профіль із двотавра №10 є мінімально можливим, тому, незважаючи на великі запаси міцності й жорсткості, приймаємо балку настилу з прокатного двотавра №10.