4.3. Третий вариант балочной клетки
Тип балочной клетки – нормальный (рис. 4.10).
Настил – железобетонный.
Балки настила приняты с шагом а1 = 3 м.
Рис. 4.10.Третий вариант балочной клетки
4.3.1. Расчет железобетонного настила
При использовании в качестве несущего настила железобетонных плит при принятом расчетном пролете плиты lпл, равном шагу балок настила, толщину плиты выбираем по табл. 4.4 в зависимости от полезной нормативной нагрузкиpn. Расчетный пролет плиты (шаг балок) в различных рассматриваемых вариантах принимают в пределах от 1,2 до 3 м.
Таблица 4.4
Толщина железобетонной плиты
-
Расчетный
пролет плиты lн, м
Толщина железобетонной плиты, см, при временной нормативной нагрузке pn, кН/м2
10 – 15
15 – 20
20 – 25
25 – 30
30 – 35
<1,5
8
8
10
12
14
1,5 – 2,0
10
10
12
12
14
2,1 – 2,5
10
12
12
14
16
2,6 – 3,0
12
14
14
16
18
Задавшись расчетным пролетом плиты lпл=а1= 3 м (могут быть другие варианты), принимаем толщину плитыtпл= 12 см при нормативной полезной нагрузкеpn= 12,55 кН/м2.
Нормативная нагрузка от веса железобетонной плиты (при плотности железобетона ρ= 2500 кг/м3)
4.3.2. Расчет балки настила
Расчетная схема балки настила представлена на рис. 4.11. Пролет балки настила l=B= 6 м.
Рис. 4.11.Расчетная схема балки настила (3-й вариант)
Определяем нормативную и расчетную нагрузки.
Нормативная нагрузка на балку принимается равномерно распределенной:
Расчетная нагрузка
где g= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки от железобетонных плит.
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки при работе с учетом упругопластических деформаций
Wn,min = Mmax/(cxβRyγc) = 24786 / (1,12 · 1 · 24 · 1) = 922,1 см3,
По сортаменту выбираем ближайший номер двутавра, у которого Wx >Wn,min. ПринимаемI40, имеющий момент сопротивленияWx= 953 см3; статический момент полусеченияSx = 545 см3; момент инерции сеченияIx= 19062 см4; площадь сеченияА= 72,6 см2; ширину поясаbf= 155 мм; толщину поясаtf= 13 мм; толщину стенкиtw = 8,3 мм; линейную плотность (массу 1 м пог.) 57 кг/м.
Уточнение коэффициента сx, M и Q cучетом собственного веса балки настила.
Площадь пояса
Площадь стенки
Отношение
Af /Aw = 20,15 / 32,3 = 0,62.
По табл. 4.2 определяем коэффициент сx= 1,108.
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки настила длиной 1 м
qn,бн= 57 кг/м = 0,57 кН/м.
Нормативная нагрузка на балку настила
Расчетная нагрузка
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Проверка несущей способности балки.Проверка прочности по нормальным напряжениям в середине балки:
Резерв несущей способности
Проверка прочности по касательным напряжениям у опоры:
Общую устойчивость балок настила проверять не надо, поскольку их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним железобетонным настилом.
Проверка жесткости.Прогибы, определяемые от нормативных нагрузок, не должны превышать их предельных значений, установленных нормами проектирования. Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка прогиба производится по формуле
где
при пролетеl = 6 м
(см. табл. 4.1).
Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.
В случае невыполнения любого из условий необходимо изменить сечение, приняв по сортаменту следующий номер двутавра и вновь проверить прочность и жесткость балки.
Определяем вес балки настила на 1м2рабочей площадки:
