В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.
Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*).
2.Расчет по металлу границы сплавления.
- коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*)
- коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81*
для стали С245 Run =370 МПа.Rwz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см2.
gwz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81*);
Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)
4.1.2.Расчет балок настила
Сбор нагрузки: Таблица 2
|
|
Наименование нагрузки |
Нормативная нагрузка, |
f |
Расчетная нагрузка, |
|
1 |
Металло-цементный раствор t=30мм |
0,75 |
1,3 |
0,975 |
|
2 |
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике |
0,1 |
1,3 |
0,13 |
|
3 |
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм |
0,48 |
1,3 |
0,624 |
|
4 |
Стальной настил t=12мм |
0,942 |
1,05 |
0,9891 |
|
5 |
Полезная нагрузка |
28 |
1,05 |
29,4 |
|
|
Итого: |
30,272 |
|
32,1181 |
Определение удельного веса настила.
Рис.4
Погонная нагрузка на балку настила:
32,1181*1=32,1181;
Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
По сортаменту принимаем двутавр №12 ГОСТ 8239-89 (Iх=350см4, Wх=58,4см4, Sх=33,7 см3, b=64 мм, t=7,3 мм, d =4,8 мм, h = 120 мм, mбн =11,5 кг/м).
Проверка нормальных напряжений
;
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
25 < 26,4 - условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=6,4·0,73=4,672 см2;
Аw = (h-2t)d = (12-2·0,73)0,48 = 5,0592 см2
Þ с = 1,078=>
25,51 < 26,4 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qбн lбн × 0,5= 32,1181×2 × 0,5 = 32,1181 кН ;
Проверка касательных напряжений.
;
;
RS gс = = 14,94 кН/см2;
4,237<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
;
;
lбн=200 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0030272·100=0,30272 кН/см;
Jx=350 см4
0,00437>0,004=>жесткость балки не обеспечена.
По сортаменту принимаем двутавр №14 ГОСТ 8239-89 (Iх=572см4, Wх=81,7см4, Sх=46,8 см3, b=73 мм, t=7,5 мм, d =4,9 мм, h = 140 мм, mбн =13,7 кг/м).
Проверка нормальных напряжений
;
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
17,87 < 26,4 - условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=7,3·0,75=5,475 см2;
Аw = (h-2t)d = (14-2·0.75)0.49 = 6,125 см2
Þ с = 1,081=>
18,19 < 26,4 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qбн lбн × 0,5= 32,1181×2 × 0,5 = 32,1181 кН ;
Проверка касательных напряжений.
;
;
RS gс = = 14,94 кН/см2;
3,5<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
;
;
lбн=200 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0030272·100=0,30272 кН/см;
Jx=572 см4
0,0026<0,004=>жесткость балки обеспечена.
4.1.3.Расчет вспомогательных балок
Сбор нагрузок:
Таблица 3
|
|
Наименование нагрузки |
Нормативная нагрузка, |
f |
Расчетная нагрузка, |
|
1 |
Металло-цементный раствор t=30мм |
0,75 |
1,3 |
0,975 |
|
2 |
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике |
0,1 |
1,3 |
0,13 |
|
3 |
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм |
0,48 |
1,3 |
0,624 |
|
4 |
Стальной настил t=12мм |
0,942 |
1,05 |
0,9891 |
|
5 |
Балки настила № 14 |
0,137 |
1,05 |
0,14385 |
|
6 |
Полезная нагрузка |
28 |
1,05 |
29,4 |
|
|
Итого: |
30,409 |
|
32,26195 |
Определим удельный вес балок настила.
Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. При частом расположении балок настила (4 и более) можно заменить сосредоточенные силы эквивалентной равномерно распределённой нагрузкой.
Погонная нагрузка на балку настила:
;
32,26195*2=64,5239;
Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки вычисляем по формуле:
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
По сортаменту принимаем двутавр №36 ГОСТ 8239-89 (Iх=13380 см4, Wх=743 см4, Sх=423 см3, b=145 мм, t=12,3 мм, d =7,5 мм, h = 360 мм, mбн =48,6 кг/м).
Проверка прочности
Рис.5
;
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
24,67 < 26,4 - условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=14,5·1,23=17,835 см2;
Аw = (h-2t)d = (36-2·1,23)0.75= 25,155 см2;
Þ с = 1,0991=>
24,69 < 26,4 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qвб lвб × 0,5= 64,5239·5 × 0,5 =161,30975 кН ;
Проверка касательных напряжений.
;
;
RS gс = = 14,94 кН/см2;
6,8<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
;
;
lвб=500 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0030409·200=0,60818 кН/см;
Jx=13380 см4
0,00359<0,004=>жесткость балки обеспечена
При приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле
,
где Fбн=64,5239кН/м - расчетная сосредоточенная нагрузка;
t=1,23 – толщина стенки вспомогательной балки;
lef=b+2tef =14,5+2·2,63=19,76(см)– условная длина распределения нагрузи, где b=14,5-ширина полки балки настила;
tef =t+r =1,23+1,4=2,63(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, где t=1,23 см; r=1,4см.
;
Ryγc=24·1,1=26,4;
2,65<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления.
Проверка общей устойчивости балки
- расчет на общую устойчивость не требуется.
4.2.Вариант №2
4.2.1.Расчет настила
Принимаем сталь С245(т.к II гр.)
Рис. 6
|
Вид нагрузки |
|||
|
Металло-цементный раствор t=30мм |
0,75 |
1,3 |
0,975 |
|
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике |
0,1 |
1,3 |
0,13 |
|
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм |
0,48 |
1,3 |
0,624 |
|
Полезная нагрузка |
28 |
1,05 |
29,4 |
|
Итого: |
29,33 |
|
31,129 |
Сбор нагрузок: Таблица 4
Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).
Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила lн при lн=62,5 см.
где ;
qн –нормативная нагрузка на настил;
;
;
;
tн=0,73 см. По сортаменту принимаем tн=8 мм.
Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.
Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный длины шва:
