Ii-----1------r--.--ip--П/

L L IL Tl

no 1500

L do 12000

Рис. 7.7. Щитовой пастил

£ - блок; Щ - щит

м й7

(7.5)

(7.6)

(7.7)

1 +а

где Afo=<?/8 - балочный изгибающий момент; A=\t и W= П/б - площадь поперечного сечения и момент сопротивления полоски настила; а - определяйся из уравнения а(1-Ьа) =3(/o ), fo - балочный про1иб.

Пример 7.1. Требуется определить размеры н рассчитать прикрепление несущего настнла из стали ВСтЗкп2. Дано: нормативная равномерно распределенная, временная" нагрузка (?=20 кН/м, коэффициент перегрузки п=1,2, коэффициент условий работы у=1, предельный относительный прогиб настила [ /]<1/150, настил приварен к балкам электродами типа Э42, имеющими ;?ущ=180 МПа = 18 кН/см. Определяем размеры иастила по формуле (7.2)

I 4-150

72-2,26-104

2,06-10 1 -0,32

150-2

= 105,

2,26-10* кН/см2,

по графику (рис. 7 6) /=108. Точное решение дает /=107,8. Принимаем / = 8 мм, тогда /=108-0,8 = 86 см. По формуле (7.3) определяем силу, растягивающую настил:

/ 1

Н = 1,2-

2,26-104-0,8 = 2,37 кН/см.

Расчетная толщина углового шва, прикрепляющего настил к балкам, выполненного полуавтоматической сваркой в нижнем положении, - по формуле (5.6)

ш = /Рш /ymV = 2.37/(0,9-1-18) = 0,15 см,

принимаем Аш = 4 мм.

Несущая конструкция щитового настила состоит из системы продольных и поперечных ребер, образующих балочный ростверк с ячейками около 0,5X1,5 м, к которому сверху приварен листовой настил (рис. 7.7). Балки ростверка-ребра, поддер-

живающие настил, часто делают из гнутых профилей, а приварка их к пастилу делает возможным включать в их расчет полосу настила шириной 6 = 1,3/ У E/R в качестве верхнего пояса балки-ребра.

Сам листовой настил, опираясь на ребра, работает как пластина, опертая на 4 стороны и закрепленная по контуру.

Таблица 7.1 Толщина железобетонной плиты

Железобетонный настил. Наряду с металлически.ми (стальными) настилами в перекрытиях находят применение в качестве несущего настила железобетонные плиты (подробное описание их см. в курсе «Железобетонные конструкции»). При выполнении рас-четно-графической работы по стальной балочной клетке толщину железобетонных плит для определения веса перекрытия рекомендуется принимать по табл, 7.1.

§ 2. прокатные балки

В качестве прокатных балок, работающих на изгиб, применяются двутавры по ГОСТ 8239-72 с изм., двутавры с параллельными гранями полок, тип Б, по ТУ 14-2-24-72 и для прокатных прогонов скатных кровель - щвеллеры по ГОСТ 8240-72. Разнообразие прокатываемого сортамента достаточно велико, и прокатные балки можно использовать в конструкциях, требующих 13000 см.

1. Подбор сечения и проверка несущей елоеобноети прокатных балок

Расчет на прочность прокатных балок, изгибаемых в одной из главных плоскостей, производится по изгибающему моменту по формуле

о = УИ/\Гнт<Лу. . (7.8)

Поэтому требуемый момент сопротивления балки «нетто» можно определить по формуле

WnT.Tp&=MmaxlRy> (7.9)

где R - расчетное сопротивление стали по изгибу; у - коэффициент условий работы конструкции.

Выбрав тип профиля балки по требуемому моменту сопротивления, по сортаменту подбирают ближайший больший номер балки. Для разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 580 МПа, находящихся под воздействием статической нагрузки, обеспеченных от потери общей устойчивости и ограниченной величине касательных напряжений в одном сечении с наиболее неблагоприятным сочетанием М и Q, следует использовать упругопластическую работу материала и проверять их прочность по формулам:

при изгибе в одной из главных плоскостей и т0,9 Rcp

a--=Mmax/CiWi„ <Rr, (7.10)

при изгибе в двух главных плоскостях и т0,5/?ср

а = Мх/Сх Wx.nT + Mylcy Гу.нт <.Ry, (7.11)

где Мтах,Мх,Му - значсния изгибающих моментов; при t<0,5/?ci) С\ = с\ при 0,5/?ср<; <т<0,9/?ср Ci = l,05Pc; с,Сх,Су принимаются по прил. 5; /?ор - расчетное сопротивление срезу (сдвигу); Wm, Wa, ит, Wym - моменты сопротивления сечения нетто относительно главных осей; р= у" [1 -(t/j?cp)2]/[1-а(т ?ср)2] и x=Qlth; а = 0,7 для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки, а = 0 для других типов сечений.

При наличии зоны чистого изгиба в формулах (7.10) и (7.11) вместо коэффициентов Сь и Су следует принимать;

Ci„, = 0,5(l + c); с,ш=0,5(1 + с); = 0,5 (1 + Cy).

Для случая учета упругопластической работы при изгибе балки в одной из главных плоскостей подбор сечений можно производить по требуемому моменту сопротивления нетто по формуле

нт = Лша=с/С1/?У, (7.12)

где первоначально принимается с, «=1,1, а затем уточняется.

Подобранное сечение проверяют на прочность от действия касательных напряжений по формуле

X = Qma=c 5 /ст. (7.13)

где Qmax - наибольшая поперечная сила на опоре; S и / - статический момент и момент инерции сечения; tor - толщина стенки балки.

Помимо проверок прочности балки необходимо в местах с большими нормальными напряжениями проверять их общую устойчивость (см. гл. 3).

Устойчивость балок можно не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный, а также при отношении расчетной длины участка балки между связями, препятствующими поперечным смещениям сжатого пояса балки /о к его ширине Ь, не превышающем: I при 1/г/Ь6 и Ь11Щ\

Г ь I ь \ ь

= б 0,41-f 0,0032 - + 0,73 - 0 016-

t J hoi

VEIR, (7.14)

где 6 и / - соответственно ширина и толщина сжатого пояса; Ло - расстояиие (высо-

(Ci-1)

та) между осями поясных листов; б=[1--ц 1 сечеиий балок, работающих упруго, 6=1).

При недостаточном закреплении сжатого пояса балки ее общую устойчивость проверяют по формуле

УИ/Фбй7о<:/?у. (7.15)

где We - момент сопротивления для сжатого пояса; у=0,95 - коэффициент условий работы при проверке общей устойчивости балок.

Для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии фб = ф1 при ф1<0,85 и фб = 0,68+0,21 ф1 при ф1>0,85. В этом случае критические напряжения потери устойчивости находятся в зоне упругопластической работы материала и определяются по формуле

где коэффициент \\) принимают по прил. 6 в зависимости от закрепления балки, вида и места нриложення нагрузки и параметра а, характеризующего сечение. Для двутавровых балок с двумя осями симметрии при двух и более закреплениях сжатого пояса в пролете, делящих пролет на равные части, при любом виде нагрузки, приложенной к любому из поясов, коэффициент ij3 = 2,25-f 0,07 а при 0,1а40. Для прокатных двутавров

а= 1,54-

(7.17)

7к - момент инерции сечения при кручении.

Проверка устойчивости балок швеллерного и других типов сечений имеет свои особенности и должна проводиться в соответствии с указаниями СНиП.

Если при проверке выясняется, что общая устойчивость балки не обеспечена, то следует уменьшить расчетную длину сжатого пояса, изменив схему связей.