Расчет стального настила

Стальной настил

Одним из самых распространенных решений покрытия промышленных и складских зданий является стальной настил. Большепролетные строения возводятся не так часто, по сравнению с типовыми сооружениями, в которых используются пролеты не более 6 метров.

Несущий каркас большепролетных зданий состоит из колонн, на которые опираются балки, фермы, арки, рамы. Эти конструкции перекрывают пролет, но не закрывают его полностью. Сверху на них укладывается настил, который и служит покрытием, защищающим от атмосферных осадков.

Конструкция настила состоит из двух главных элементов:

• стальной лист, который может быть профилированным или плоским;
• балки настила.

В большинстве случае настил выполняется из стали класса С235. Из-за небольшой толщины самого листа, балки настила располагаются довольно часто, с шагом в 600–1600 мм.

В зависимости от толщины настила он может работать как плита без распора или как мембрана на осевое растяжение.

Рекомендуемая толщина настила определяется исходя из полезной нагрузки.

Настил приваривается к балкам, что исключает сближение опор при прогибе и создает растягивающие усилия, которые работают на усиление.

Иногда в качестве настила применяются ребристые железобетонные плиты.

Рисунок 1. Конструкция настила состоит из листа и балок. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Расчет стального настила

Расчет выполняется согласно принятой методике. Мысленно вырезаем полосу настила шириной 1 метр по короткой стороне настила и рассчитываем ее как балку на двух опорах, которая закреплена н двух концах неподвижными шарнирами и нагружена равномерно распределенной нагрузкой. Расчетный пролет равен расстоянию между внутренними кромками полок балок настила, по условиям жесткости определяем требуемую толщину.

Для того, чтобы определить требуемую толщину настила необходимо выполнить следующие действия:

• в первую очередь собираем исходные данные, необходимо указать материал настила, шаг балок настила. Составляем расчетную схему настила, показываем часть настила шириной 1 метр на компоновочной схеме;
• выполняем статический расчет настила. Так как габариты балок настила еще не определены то назначаем ориентировочную ширину полок. Зная ширину полку находим расчетную длину пролета для этого из шага балок вычитаем ширину полки;
• составляем нагрузки в таблицу, при этом необходимо учесть собственный веса настила, для этого в первом приближении примем его толщину равной 10 мм. Также необходимо учесть постоянную и временную нагрузку и коэффициент надежности по нагрузке;
• далее выполняем конструктивный расчет настила из условия жесткости и определяем требуемую толщину настила. Используя сортамент находим толщину настила, который будет удовлетворять условиям;
• если толщина настила больше 10 мм, то разрабатывают настил с ребрами жесткости, в первом приближении ребра жесткости принимают равными 50–100 мм, а толщину настила уменьшают. Шаг ребер назначают исходя из толщины проката и коэффициента настила, шаг должен быть кратным 100;
• подкрепленный ребрами настил рассчитывается как тавровое сечение, поэтому дальнейший расчет заключается в определении ширины расчетного сечения, определении центра тяжести сечения, определении максимальных значений изгибающего момента, проверки прочности по нормальным и касательным напряжениям;
• на последнем этапе выполняется проверка жесткости настила, если она обеспечена, то конструкция настила считается подобранной.

Рисунок 2. Виды настилов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Если по результатам расчета толщина настила составляет более 10 мм, то по экономическим соображениям рассматривают вариант плоского настила толщиной 10 мм, подкрепленного ребрами.

Настил приваривается к балкам внахлест угловыми сварными швами. Используется ручная сварка. После выполнения расчета настила рассчитывается опасное сечение сварного шва и максимально допустимый катет шва.

С помощью стального настила быстро и экономично может быть решен вопрос покрытия различных зданий, как большепролетных, так и со стандартными пролетами. Настилы рассчитываются для зданий, расположенных в любом регионе, поэтому необходим правильный учет снеговой и ветровой нагрузки.