Расчет и конструирование ригеля перекрытия

Исходные данные.

Ригель перекрытия проектируем составного двутаврового сечения из листового проката; 1-го класса; по статической схеме — шарнирно опертая; пролет ригеля l = 16,5 м; материал — сталь С345 по ГОСТ 27 772–88* с Ry = 320 мПа при t = 2…20 мм; Rs = 185,6 МПа; Rp = 460 МПа. Расчетные характеристики стали приняты по [6, прил. В.4, В.5].

Поясные швы выполняются автоматической сваркой под флюсом (флюс АН-348-А по ГОСТ 9087–81*; сварочная проволока Св-08А по ГОСТ 2246–70*), положение швов — в лодочку; все остальные швы выполняются механизированной дуговой сваркой (МДСпп), порошковой проволокой ПП-АН-3 по [7, прил. 5, табл. 1], положение швов — нижнее.

Расчет производится в предположении работы стали в пределах упругих деформаций.

Вертикальный предельный прогиб fu (16,5) = 1/229,17 (подсчитан по линейной интерполяции между 200(6) и 250(24)):

Получаем.

Нормативная погонная нагрузка на ригель (в связи с частым расположением балок настила нагрузку на главную балку принимаем распределенной).

где — нагрузка от массы настила и балок настила; от — ориентировочный вес главной балки.

Расчетная погонная нагрузка на главную балку.

Статический расчет главной балки (см. рис. 5).

Конструктивный расчет ригеля перекрытия.

1. Требуемый момент сопротивления.

2. Компоновка и подбор сечения.

Высота сечения ригеля, минимальная по жесткости.

Здесь fu = l/229,17 = 16,5 · 102 / 229,17 = 7,2 см;

При фиксированной (заданной) гибкости стенки приняв (125…150) при h = 1,5 м и tw = (10…12).

Оптимальная высота балки.

Так как >, высоту ригеля назначаем близкой к оптимальной, но не менее hmin; при этом принимаем высоту стенки hw = 1250 мм, увязывая этот размер со стандартной шириной универсальной толстолистовой стали по ГОСТ 19 903–2015 [6, см. прил. Ж, табл.Ж.1]; пояса ригеля принимаем толщиной 20 мм. Высота ригеля h = 1250 + 20 · 2 = 1290 мм.

Толщина стенки Принимаем tw = 9 мм по ГОСТ 82–70*, что больше.

Площадь сечения пояса ригеля перекрытия.

Пояса проектируем также из универсальной толстолистовой стали; при, Принимаем пояс из листа 420×20мм, что удовлетворяет конструктивным требованиям: 9 мм < 20 мм < 2,5 10 = 25 мм; 420 мм в пределах (1/3…1/5)h, т. е.

430 мм > 420 мм > 258 мм;

или 10,28 < 12,69.

3. Изменение сечения ригеля по длине Запроектируем изменение сечения ригеля перекрытия в месте, гдеM1(x) = Ra • x — (q · x2 / 2).

=0,6.

• 0,6=;
• 0,6 · 4069,12 = 986,45x — 119,57×2/2;

x2 — 16,5x — 40,84 = 0. Результат решения уравнения: x1 = 3,03×2 = 13,47 м.

Требуемый момент сопротивления.

Стык сечений пояса — прямой, сварка механизированная, сварной шов с полным проваром и выводом концов шва на подкладки без применения физических методов контроля качества шва.

учитывая конструктивные требования, принимаем (рис.6б); новая ширина пояса соответствует ГОСТ 82–70*.

4. Геометрические характеристики подобранного сечения ригеля (рис.6).

момент инерции сечения относительно оси х-х.

момент инерции измененного сечения относительно оси х-х.

момент сопротивления основного сечения относительно оси х-х.

момент сопротивления измененного сечения относительно оси х-х.

статический момент измененного полусечения относительно оси х-х.

статический момент пояса измененного сечения относительно оси х-х.

5. Проверки прочности ригеля перекрытия Нормальное напряжение необходимо проверить в сечении с и :

Недонапряжение — 0,45% < 5%.

Касательные напряжения на опоре А.

Приведенные напряжения следует проверить в месте изменения сечения.

При сопряжении балок в одном уровне проверка местных напряжений в стенке ригеля не требуется, так как крепление примыкающих балок настила осуществляется через рёбра жёсткости и всегда .