Расчет стального плоского настила

Толщина настила принимается в зависимости от интенсивности нагрузки на настил:

- t_н=6 - 8мм при p<10кН/м²

- t_н=8 -10мм при p=10-20кН/м²

- t_н=10 - 12мм при p=20-30кН/м²

- t_н=12 - 14мм при p>30кН/м²

Шаг балок настила определяется несущей способностью или жесткостью настила. Наиболее выгодное по расходу материала решение получается при минимально возможной толщине настила.

Приварка листов настила к балкам обеспечивает жесткое защемление в опорах настила и делает эти опоры неподвижными, что вызывает возникновение осевого растягивающего усилия Н (распора) при изгибе настила. При жестком закреплении сравнительно тонкого настила (l_н/t_н>50) на неподвижных опорах конструкция настила рассчитывается на изгиб с распором.

Опирание настила на параллельные балки позволяет считать, что он изгибается по цилиндрической поверхности. Для расчета такого настила из него мысленно вырезается полоска единичной ширины (1см), закрепленная по концам неподвижными шарнирами.

Размеры настила при работе его на изгиб с учетом распора Н можно приблизительно вычислить из условия заданного предельного прогиба (II группа предельных состояний) по формуле 7.2 [3]:

Рис.1 Расчётная схема настила. 

где:

l_н – пролет настила,

t_н – толщина настила,

n₀ = [l/f] – отношение пролета настила к его предельному прогибу, величина, обратная предельному значению относительного прогиба конструкции (для стального настила для покрытий и перекрытий открытых для обзора при l=1м – l/120), табл.Д.1 [2]

E₁ – приведенный модуль упругости стали,

ν = 0,3 – коэффициент Пуассона для стали,

q^н – нормативное значение нагрузки, воспринимаемой настилом.

,

Помимо полезной нагрузки, определяемой проектным заданием, настил воспринимает собственный вес. Задавшись оптимальной толщиной настила t_н = 12мм, зная объемный вес стали, можно определить значение нормативной нагрузки, действующей на настил:

Определим предельное о тношение пролета к его толщине:

Из полученного отношения определяем толщину настила:

Расчёт крепления настила к балкам:

Сила распора Н, на действие которой рассчитываются сварные швы, крепящие настил к балкам настила, можно определить по приближенной формуле 7.3 [3]:

,

где:

γ_f – коэффициент надежности по нагрузке, для металлических конструкцийпринимаеметсяγ_f = 1,05 по п. 3.7 [2]:

Сварные соединения с угловыми швами следует рассчитывать на срез по двум сечениям по формулам 120 и 121 [1]:

- по металлу шва

- по металлу границы сплавления

,

где:

N = H =853,01 кгс/см

β_f, β_z – коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые соответственно 0,7 и 1,0 табл.39[1] (для механизированной сварки)

γ_wf, γ_wz – коэффициенты условий работы сварного шва, γ_wf = 1, γ_wz = 1,

l_w – длина сварного шва (ширина полоски настила, закрепленной неподвижными шарнирами) l_w = 1 см,

R_wf – расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами, принимаемое R_wf = 1850 кгс/см² для электрода типа Э42 и марка проволки Св-08А  по табл. Г.2 [1],

R_un=3700кгс/см² по табл.В.3[1] (для С245.)

R_wz - расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами, принимаемое R_wz = 0,45R_un по табл.2 [1] R_wz = 0,45*3700 = 1665 кгс/см²,

γ_с – коэффициент условий работы конструкции, принимаемый γ_с = 1 табл.1[1].

В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов требует принимать по расчету, но не мене е указанных в табл.38[1].

Расчетная высота сварного шва, крепящего настил к балкам, определяется из условий прочности углового шва на срез:

Так же конструктивная высота катета сварного соединения должна быть не менее 0,6 см, принимаем k_f = 0,7 см