Разработка схемы балочной клетки (пролет настила - 75 см, нормативная нагрузка - 22 кПа), страница 2

Подберём второстепенные балки, в упругой и упруго-пластических стадиях работы рассматривая разрезные балки : кН/м (ширина грузовой полосы – 1,3м).

Определим требуемый момент сопротивления (расчёт в упругой стадии):

кН·м         см3

По сортаменту принимаем  двутавр №30 (Wx=472см3, P=36,5кг).

Расчёт в пластической стадии работы балки, производим, приняв c1=1,07, используя формулу:

 см3

По сортаменту принимаем двутавр №27 (Wx=371см3, P=31,5кг). Соотношение площадей пояса и стенки для двутавра:

, по которому в табл. 66 [1] принимаем с1= 1,09.

Проверим прочность балки:

МПа, прочность балки обеспечена.

1.2 Сравнение вариантов

Рисунок 3 – Рабочая площадка с гладким настилом.

Рисунок 4 – Рабочая площадка с ребристым настилом.

Для сравнения вариантов необходимо подсчитать расход стали на прокатные балки и рёбра, количество сварных швов для крепления настила к балкам и для крепления рёбер к настилу. Трудоёмкость монтажа рабочей площадки подсчитывают приближённо по количеству узлов сопряжения балок на секцию. При этом отдельно подсчитываем число узлов этажного сопряжения и сопряжение в одном ил пониженном уровне. Такое разграничение обусловлено большой разницей в трудоёмкости монтажа балок по указанным типам сопряжений. При заданной строительной высоте площадки тип сопряжения легко можно установить, имея высоты балок. Высоты второстепенных и вспомогательных балок найдены при вариантном проектировании. Высоту главной балки можно определить по формуле:

,  где см3

см

Сложим высоты главных и второстепенных балок, получим:

- гладкий настил 126,9+24=150,9см

- второстепенный настил 126,9+30=156,9см

Строительная высота перекрытия ограничена, и не должна превышать 1,5м. Поэтому для двух типов настилов принимаем сопряжение главных и второстепенных балок в одном уровне.

Показатели по каждому варианту сведём в таблицу 1.

Таблица 1 – Сравнение вариантов

Вариант

Тип балочной клетки и настила

Масса площадки, кг/м2

Число узлов сопряжения на секцию

Длина сварных швов на 1 м2 площадки, м

по балкам настила

по рёбрам настила

всего сварных швов

1

Гладкий настил

35,1

36

2,52

0

2,52

2

Ребристый настил

33,56

22

1,52

0,69

2,21

Для дальнейшей разработки принимаем вариант с ребристым настилом, потому, что масса ребристого настила меньше массы гладкого настила, и трудоёмкость возведения ребристого настила меньше чем трудоёмкость возведения гладкого настила.

1.3 Поверочные расчёты элементов балочной клетки

Расчёты выполняем с целью поверки прочности и жёсткости балок и рёбер настила в принятом варианте. Изгибающие моменты для этих элементов вычисляем с учётом собственного веса конструкции. Нагрузку для каждого элемента подсчитываем в табличной форме.

Таблица 2 – Нагрузки на второстепенную балку, кПа

Нагрузка

Нормативная нагрузка

Коэффициент перегрузки

Расчётная нагрузка

Постоянная:

собственный вес настила (t=10см)

0,785

1,05

0,824

собственный вес балок (двутавр №30)

0,28

1,05

0,29

собственный вес рёбер (1100х90х10)

0,048

1,05

0,05

Временная:

полезная

22

1,3

28,6

И т о г о

23,113

29,764

Прочность второстепенной балки проверяем по формуле:

МПа

Относительный прогиб должен удовлетворять условию:

Проверим прочность ребра. В состав сечения кроме вертикального элемента включают часть настила шириной bef=m·t  (m=27,6 табл. 9 [2]).

Рисунок 5 – Поперечное сечение ребра

Для расчётного сечения найдём центр тяжести:

см

Вычислим момент инерции сечения относительно оси Х-Х:

см4

Получим: 

Вычислим момент сопротивления:

Прочность ребра проверяем с учётом нагрузки от собственного веса настила и рёбер, по формуле:

МПа

Очевидно, что прочность и жёсткость второстепенной балки, а также прочность ребра настила обеспечены.

Прочность одностороннего шва, соединяющего ребро с настилом, при его минимальной толщине kf=4мм (табл. 38 [1]) проверяют по формуле

,  где Q – расчётная поперечная сила для ребра настила (определяем по формуле кН);

S – статический момент листа относительно нейтральной оси (получим см3).

Коэффициент формы шва βf =1 по табл. 34 [1].

Получим:

 МПа

Прочность одностороннего шва, соединяющего ребро с настилом, обеспечена.