Расчет настила

Для стального настила применяются плоские листы толщиной 6...16 мм, которые располагаются на балках настила (рис. 2, а) и привариваются непрерывными сварными швами. Приварка настила к балкам делает невозможным сближение опор настила при его прогибе под нагрузкой. Поэтому расчетная схема настила (рис. 2, б) представляет собой закрепленную шарнирно-неподвижную на опорах полосу единичной ширины, испытывающую под действием поперечной силы изгиб по цилиндрической поверхности [1, с. 130; 2, с. 462].

Значение предельного пролета настила из условия обеспечения его жесткости (cм. рис. 2) вычисляются по формуле

где E = 2, 06 · 10⁵ МПа – модуль упругости стали; n = 0, 3 – коэффициент поперечной деформации стали (Пуассона); n ₀ – заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу, n ₀ = [ l / f ], (для стального настила n ₀ = 150).

Рис. 2. Плоский стальной настил и его расчетная схема

Шаг балок настила а устанавливается по вычисленному размеру пролета настила l _н. Для этого значение n = L / l _н округляется до целого числа и вычисляется уточненное значение шага балок настила. Допускается увеличение шага балок настила а по отношению к определенному пролету настила l _н на 100…120 мм, так как фактический расчетный пролет настила – расстояние между краями полок соседних балок настила – меньше шага балок настила на ширину полки балки настила b_f.

Усилие (распор) Н, на действие которого надо проверить сварные швы, прикрепляющие настил к поддерживающим его балкам, можно определить по приближенной формуле (7.3) [1]:

.

Пример (начало)
(исходные данные в общих указаниях)

Требуется выбрать рациональную конструктивную схему балочной клетки на основе проработки и технико-экономического сравнения двух вариантов нормального и одного варианта усложненного ее конструктивного решения (см. рис. 1). В соответствии с интенсивностью заданной полезной нагрузки, u_n = 25 кН/м², назначается толщина листов плоского стального настила: вариант I - t _н = 10 мм; вариант II - t _н =12 мм; вариант III - t _н = 10 мм. Материал настила – сталь С235. Отношение пролета настила к его предельному прогибу, n ₀ = [ l / f ], принимается равным 150.

Для намеченных вариантов конструктивных схем балочной клетки рассчитывается настил, балки настила, вспомогательные балки и определяются технико-экономические показатели рассмотренных вариантов из условия обеспечения наименьших затрат металла.

Нагрузка на расчетную полосу шириной 1 м:

нормативная:

q _n = u = 25 кН/м;

расчетная:

q = g _f × u = 1, 2 × 25 = 30 кН/м,

где u_n = 25 кН/м² – полезная нагрузка в соответствии с заданием; g _f = 1, 2 – коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки.

Определяется расчетный пролет настила (исходя из условия обеспечения жесткости намеченных вариантов настила):

варианты I и III (t _н = 10 мм):

;

вариант II (t _н = 12 мм):

Принимается шаг балок настила:

вариант I:

а = 1 м < (l _н + 100 мм) = 914 + 100 = 1014 мм.

Схема расстановки балок настила показана на рис. 1, а;

вариант II:

а = 1, 1 м < (l _н + 100 мм) = 1, 097 + 100 = 1197 мм.

Схема расстановки балок настила показана на рис. 1, б;

вариант III: возможный шаг балок настила а = 1 м. Схема расстановки балок настила показана на рис. 1, в.

Определяется усилие Н, на действие которого надо проверить сварные швы, прикрепляющие настил к поддерживающим его балкам:

варианты I и III (t _н = 10 мм):

вариант II(t _н = 12 мм):

Прикрепление настила к поддерживающим ее конструкциям выполняется полуавтоматической сваркой в углекислом газе (по ГОСТ 8050-85) в нижнем положении проволокой марки Св-08Г2С d = 1, 4…2 мм (табл.55^* [_]). Для этих условий и стали С235: R_wf = 215 МПа; R_wz = =0, 45·360=162МПа. Учитывая, что

ß _fR_wf = 0, 9·215 = 193, 5МПа> ß _z·R_wz = 1, 05·162=170 МПа,

расчетный катет углового шва вычисляется по формуле (121) [3]:

где l _w = 1 м - расчетная длина шва; b _f = 0, 9 и b_z = 1, 05 - коэффициент, определяется по табл. 34 [3]; g _wf = 1 - коэффициент условий работы шва (см. п. 11.2 [3]); R_wf - расчетное сопротивление сварного шва по металлу шва, (см. табл. 56 [3]); R_un – нормативное сопротивление листового проката (см. табл. 51^* [3]).

Для вариантов I и III (t _н = 10 мм)

в соответствии с табл. 38^* [3] принимается минимально допустимый катет шва при t _н =10 мм k_f = 4 мм;

Для варианта II (t _н = 12 мм)

принимается минимально допустимый катет шва k_f = 5 мм.

Результаты расчета стального настила сведены в табл. 1.

Таблица 1