Настилы балочных клеток. Стальной или железобетонный.

Получил распространение щитовой настил, состоящий из стального листа, имеющего сверху защитный слой и подкрепленный снизу продольными и поперечными ребрами. Щиты настила имеют размеры до 3 х 12 метра. Такой настил индустриален и значительно ускоряет монтаж. Полезная нагрузка настила перекрытий задается равномерно распределенной интенсивностью до 40 кН/м². Предельный относительный прогиб:

.

Простейшая конструкция несущего настила.

Приварка настила к балкам делает невозможным сближение опор настила при его прогибе под нагрузкой. В настиле возникает растягивающее сцепное усилие Н. Это усилие улучшает работу настила в пролете. Приварка защемляет настил, создавая опорные моменты, и снижает момент в пролете. Однако в запасе жесткости защемление не учитывается, обычно опирание настила принимают шарнирно-неподвижным, считая, что в опорном сечении может образовываться пластический шарнир.

Расчет настила при отношении .

1. Растягивающие напряжения настолько малы, что мы ими пренебрегаем и рассчитываем настил только на изгиб.

b = 1 см – ширина, - так как расчетная схема.

,

Подставив в формулу вместо σ величину расчетного сопротивления, выразим необходимую t:

.

Прогиб шарнирно-опертой полосы от нормативной нагрузки:

,

Е₁ – цилиндрическая жесткость пластины: ,

ν – коэффициент Пуассона,

ν = 0,3 - для металлических конструкций,

Е – модуль упругости: ,

I – момент инерции:

;

;

.

Отсюда необходимую толщину настила в зависимости от допустимого относительно прогиба определяем по формуле:

Если рассчитывается настил с учетом его защемления сваркой, то расчетная схема следующая:

;

;

;

;

;

.

Расчет настила при отношении .

В этом случае работает на изгиб с растяжением. В этом пользуются графиками Лейтеса. По ним в зависимости от нагрузки q можно найти требуемое отношение . Силу Н определяем по приближенной формуле:

.

По конструктивным соображениям минимальная толщина настила 6 мм. Железобетонные настилы рассчитываются в курсе «Железобетонные конструкции» или принимаются по таблице 7.1. с 133 Беленя.

Подбор сечения прокатной балки

Предварительно номер прокатного профиля определяют, исходя из требуемого момента сопротивления балки. w_треб обеспечивает прочность балки при изгибе.

;

Далее по сортаменту определяется номер профиля, имеющий момент больший или требуемый. Выполняется проверка прочности. Нормальные напряжения от расчетного изгибающего момент не должны превышать расчетного сопротивления стали:

.

Касательные напряжения от максимальной поперечной силы не должны превышать расчетного сопротивления стали срезу:

,

S – статический момент.

Проверка общей устойчивости.

Если верхний сжатый пояс балки недостаточно закреплен от боковых перемещений, возможно явление потери общей устойчивости балки:

,

W_с – момент сопротивления сжатого пояса,

γ_с = 0,95 - коэффициент условия работы при проверке общей устойчивости,

φ_б – коэффициент изгиба.

Для балок двутаврового сечения с двумя осями симметрии:

, если ;

, если .

Критические напряжения находятся в зоне упруго-пластической работы и определяются по формуле:

,

Ψ – принимается в зависимости от закрепления балки, вида и места приложения нагрузки и параметра α.

• для прокатных двутавров: ;

• для составных двутавров:

b_n – ширина пояса,

t_n – толщина пояса,

I_к – крутящий момент инерции,

d = 0,5h - для сварных балок.