Толщина настила, при требуемом относительном прогибе (1/150), определяется его жесткостью

Библиографический список 30

1.Сравнение вариантов балочной клетки

В курсовом проекте рассмотрены один вариант нормального и один вариант усложненного типа балочной клетки. Для того чтобы произвести технико-экономическое сравнение вариантов различных типов балочной клетки, необходимо для каждого варианта подобрать толщину настила, назначить сечение балок настила и второстепенных балок (в случае с балочной клеткой усложненного типа).

Нормальный тип балочной клетки

Рис 1.1. Нормальный тип балочной клетки

Определение толщины стального настила

Толщина настила, при требуемом относительном прогибе (1/150), определяется его жесткостью

где l_n – пролёт настила;

t_n – толщина настила;

– отношение пролёта настила к предельному прогибу;

Е₁=Е(1-μ²)=2,26.10⁴ кН/см² – (μ – коэффициент Пуассона);

р^н– нормативная эксплуатационная нагрузка на настил.

Принимаем t_n = 9 мм.

Масса настила составляет

1.1.2. Расчёт балки настила

Расчёт производиться по двум предельным состояниям – по прочности и жесткости.

Погонная нагрузка на балку составляет:

где а – шаг балок настила, м.

γ_f_._p = 1,2 – коэффициент надёжности по нагрузке;

γ_f_._g = 1,05 – коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса конструкций.

Расчётный изгибающий момент:

где l – пролёт рассчитываемой балки.

Требуемый момент сопротивления:

где С_х – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, С_х=1,12;

γ_с – коэффициент условия работы, γ_с = 1,1;

R_y – расчётное сопротивление стали по пределу текучести, R_y = 27 кН/см².

По сортаменту принимаем I №24, J_x = 3460 см⁴, W_x = 289 см³.

Проверяем прогиб подобранной балки:

т.е. прогиб не допустим.

По сортаменту принимаем I №27, J_x = 5010 см⁴, W_x = 371 см³.

Окончательно назначаем I №27. Масса балки настила на 1 м² площадки составляет:

1.2. Усложнённый тип балочной клетки

Рис 1.3. Усложнённый тип балочной клетки

1.2.1. Определение толщины стального настила

Принимаем t_n = 10 мм.

Масса настила составляет

1.2.2. Расчёт балки настила

По сортаменту принимаем I №18, J_x =1290 см⁴, W_x =143 см³.

Проверяем прогиб подобранной балки:

т.е. погиб не допустим.

По сортаменту принимаем I №20, J_x = 1840 см⁴, W_x = 184 см³.

Окончательно назначаем I №20. Масса балки настила на 1 м² площадки составляет:

1.2.3. Расчёт второстепенной балки

где в – шаг второстепенной балок, м.

– нормативные значения собственной массы настила, кН/м²;

– нормативные значения собственной массы балок настила, кН/м²;

По сортаменту принимаем I №40, J_x = 19062 см⁴, W_x = 953 см³.

Проверяем прогиб подобранной балки:

Окончательно назначаем I №40. Масса балки настила на 1 м² площадки составляет:

1.3. Выбор варианта балочной клетки.

Таблица 1.1. Расход стали по вариантам (на 1 м² площадки)

Вариант	Настил	Балки настила	Второстепенные балки	Суммарный расход стали на вариант, кН/м²
Толщина, мм	Масса, кН/м²	№ двутавра	Масса, кН/м²	№ двутавра	Масса, кН/м²
		0,71		0,315	–	–	1,02
		0,78		0,19		0,162	1,13

Принимаем нормальный тип балочной клетки.

2. Расчёт главной балки

2.1. Сбор нагрузок

где В – шаг главных балок, м.

2.2. Определение расчётных усилий в сечениях балки.

Максимальный изгибающий момент:

Максимальная поперечная сила:

где α – коэффициент, учитывающий собственную массу балки, α = (1,02…1,05).

Принимаем α = 1,03

2.3. Назначение высоты сечения балки

Высота назначается с учётом 3–х условий:

– высота должна быть не ниже минимальной h_min (чтобы прогиб балки не превышал установленного), см.

где

– высоту балки желательно принять близкой к оптимальной (из условия наименьшего веса балки).

где толщина стенки t_w (мм) ориентировочно может быть назначена по формуле

h_min = 144,7 см

Так как h_min. значительно превышает h_opt (более чем на 150 мм) переходим на применение стали с меньшими прочностными характеристиками. Принимаю сталь С255 с R_y =24 кн/м