3.4. Монтажні болти для з’єднання балок настилу з головними балками

Поверхове сполучення балок. За поверхового сполучення балок монтажні болти не розраховують, а приймають конструктивно діаметром 20 мм і мінімального класу міцності 4.6.

Сполучення балок в одному рівні. В даному випадку для більш міцної сталі балки настилу С255 (порівняно з С235 головної балки) нормативні опори становлять R_yn= 245 МПа і R_un= 370 МПа.

Обчислюємо необхідні коефіцієнти:

К₁= R_un/100=370/100=3,7; К₂= 10R_yn/ R_un =10245/370=6,6.

Згідно з коефіцієнтами К₁= 3,7; К₂= 6,6 з табл. 58*[1] приймаємо клас міцності болтів 4.8, для яких розрахунковий опір зрізу R_bs=160 МПа.

З табл. 59*[1] для болтів класів точності В і С залежно від нормативного опору R_un= 370 МПа приймаємо розрахунковий опір зминанню з’єднувальних елементів балок R_bs=450 МПа.

4. Розрахунок стального настилу

В даному прикладі проліт настилу (крок балок настилу) становить а=100 см, розрахункове експлуатаційне навантаження на настил Р_е=40кПа=40 , відношення прольоту настилу до граничного прогину приймаємо n₀= =150.

З табл. 63 [1] приймаємо модуль пружності прокатної сталі Е=2,0610⁵ МПа та коефіцієнт Пуассона  = 0,3 прокатної сталі і визначаємо параметр Е₁=Е/(1-²)= 2,0610⁵ / (1-0,3²)=2,2610⁵ .

Обчислюємо товщину настилу:

приймаємо товщину настилу t=14 мм.

Товщину стального настилу приймають в межах 6...14 мм, заокруглюючи в більшу сторону до 1 мм. Якщо товщина настилу не вписується в означенні межі, то необхідно переглянути крок балок настилу.

5.Розрахунок балки настилу

В прикладі розрахунку прийнята товщина настилу t=0,014 м, прискорення вільного падіння g=9,81м/с², густина сталі =7,85 т/м³.

Характеристичне навантаження від ваги настилу:

S₀=tg=0,0149,817,85=1,078 кН/м²;

Розрахункове експлуатаційне навантаження від ваги настилу:

S_е= S₀ =1,078 ^. 1=1,078 кН/м²;

де =1 – коефіцієнт надійності за навантаженням.

Розрахункове погонне експлуатаційне навантаження на балку настилу:

q_1е=(P_е + S_е)a=(40+1,078)1,0= 41,078 кН/м.

Розрахункове граничне погонне навантаження на балку настилу:

q₁=(P_n_fp+S_n_fs)a=(401,2+1,0781,05)1,0= 49,13 кН/м.

Розрахункова схема балки настилу з епюрами Q, M показана на рис.2.

Найбільший згинальні моменти і поперечна сила в балці:

від розрахункового експлуатаційного навантаження:

41,0785,52/8=155,33 кНм;

від розрахункового граничного навантаження:

49,135,5²/8=185,77 кНм;

Q = q₁l₂/2=49,135,5/2= 135,1 кН.

Балку настилу розраховуємо з урахуванням розвитку пластичних деформацій.

Рис. 2 Розрахункова схема балки настилу з епюрами Q, M

У першому наближені підбираємо переріз балки за пружної роботи матеріалу:

W₀ = M/R_y=18577/24= 774,0 см³.

З таблиць сортаменту приймаємо прокатний двотавр I 36 (додаток1, табл..3) з геометричними характеристиками:

W_x=743 cм³, І_х=13380 см⁴, S_х=423 см³, h=36 см, b_f=14,5 см, t_f=1,23 см, t_w=0,75 см, А=61,9 см².

Обчислюємо площу:

полиці: А_f = b_ft_f = 14,51,23 = 17,835 см²;

стінки: А_w = A-2A_f = 61,9-217,835 = 26,23 см².

Величина відношення A_f/A_w = 17,835/26,23 = 0,68.

З табл. 66 [1] для першого типу перерізу залежно від величини A_f/A_w= 0,68 приймаємо коефіцієнт с = 1,102. Оскільки  = 0, то с = с₁ = 1,1.

Перевірка балки прийнятого перерізу:

на міцність за нормальними напруженнями

 = М/(С₁W_x) = 18577/(1,102743) = 22,69кН/см² = 226,9Мпа<R_y_c = 240МПа;

на міцність за дотичними напруженнями в опорному перерізі:

в опорному перерізі при поверховому сполучені балок:

 = Q/[t_w(h-2t_f)] = 135,1/[0,75(3621,23)] = 5,37кН/см² = 53,37Мпа <R_s_c = 139,2 МПа;

теж саме при сполучені балок в одному рівні (розглядається як варіант):

= 1,5Q/[t_w(h-2t_f–а₁)] = 1,5135,1/[0,75(36 – 2  1,23 - 2)] = 8,57кН/см² = 85,7МПа < R_s_c=139,2 МПа;

де а₁ = 2 см – розмір, який враховує зменшення висоти стінки через вирізи полиць;

на прогин:

.