Балки настила
Настил является одной из конструкций, которая рассчитывается наравне с главными балками, второстепенными балками и колоннами.
Балки настила нужны для того, чтобы исключить прогиб стального листа. Это относительно небольшие элементы, поэтому обычно они подбираются по сортаменту.
Балки настила рассчитывают как однопролетные балки, которые нагружены равномерно распределенной нагрузкой. Сечение подбирается исходя из требуемого момента сопротивления.
Чтобы исключить перерасход и нецелесообразное использование материала рекомендуется рассмотреть несколько вариантов сечения балки:
- балочный вариант;
- широкополочный вариант;
- двутавровый вариант.
Наиболее экономичный вариант определяется по расходу стали.
СТО – это стандарт организации, в котором перечислены нормы, правила, требования по различным видам выпускаемой продукции. К примеру, для черной металлургии разработан СТО АСЧМ 20-93, «Прокат стальной сортовой фасонного профиля»
Рисунок 1. Пример расчета балок. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Расчет балки настила
На первом этапе расчетов нужно составить расчетную схему, для этого используют компоновочную схему, на которой показывают все значимые элементы и обозначают их. Обозначения начинают с самых главных элементов переходя ко второстепенным. Так главные балки обычно называются Б1, второстепенные Б2, балки настила Б3 или Б4.
По компоновочной схеме задается шаг балок и строится расчетная схема настила.
Расчет балок настила выполняется после того, как будет определена толщина настила.
Рассмотрим алгоритм действий:
- сначала выполняем статический расчет, который включает сбор нагрузок на балки настила. Самой удобной является табличная форма сбора, поскольку она позволяет разделить постоянные и временные нагрузки. На балки настила приходится нагрузка от собственного веса настила, от собственного веса балок, а также постоянная и временные нагрузки. Собрав все нагрузки находим погонную нормативную и погонную расчетную нагрузки с учетом коэффициента по нагрузке;
- зная длину балок настила, погонную нормативную и расчетную нагрузки определим максимальный изгибающий момент и поперечную силу;
- далее приступаем к конструктивному расчету, для этого определим требуемый момент сопротивления, зная максимальный изгибающий момент, коэффициент, который учитывает развитие пластических деформаций, расчетное сопротивление выбранного класса стали и коэффициент условий работы;
- по сортаменту находим сечение, которые будет удовлетворять найденному моменту сопротивления и записываем его геометрические характеристики;
- уточняем собственный вес балок настила, зная фактические значения. Затем уточняем нормативную погонную нагрузку, расчетную погонную нагрузку;
- находим фактические значения изгибающего момента и поперечной силы, по уточненному сечению;
- определяем отношение площади полки к площади стенки и уточняем интерполяционный коэффициент;
- выполняем проверку прочности по нормальным напряжениям и по касательным напряжениям;
- выполняем проверку по второй группе предельных состояний. Если жесткость балки обеспечена, то расчет считается выполненным.
Нет необходимости проверять общую устойчивость балки, так как она обеспечена конструктивно, за счет того, что балка приварена к настилу.
Рисунок 2. Балки настила рассчитываются как и любые другие балки, поэтому для них составляется расчетная и конструктивная схемы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Балки настила рассчитываются как для зданий, так и для сооружений. К примеру, настил и балки настила могут быть частью мостового перехода и промышленного здания. Выбор стали для настила осуществляют исходя из условий кристаллизации, режима термообработки, химического состава, характера нагружения, толщины, способа соединения элементов.
Для фасонного проката используют стали класса С 235, С 245, С 255, С275, С 285, а также С 345 и С345К. Чтобы добиться коррозионной стойкости используют стали с повышенным содержанием меди, например, С390 или С440. В обозначении стали, буква С – это сокращение от слова строительная, а число обозначает предел текучести в мегапаскалях.
Выбор также обосновывается соотнесением с группой конструкций. К первой группе относятся основные конструкции, которые работают в особо тяжелых условиях, испытывают динамические и вибрационные нагрузки. Во второй группе относятся основные конструкции, которые работают на растяжение. К третьей группе относятся конструкции, работающие на сжатие. К четвертой группе относятся вспомогательные конструкции.
