Тема 1. Проектування балочної клітини нормального типу.

Вхідні данні. Розміри площадки (довжина головної балки l1, прольоти суміжних комірок l2, l3……). Навантаження на 1 м² площадки розрахункове q та нормативне qn . Матеріал балок – сталь С……., матеріал настилу – сталь С……. Граничний прогин балок [fu/l]б; настилу[fu/l]н.

Вихідні данні. Схема площадки ( план ) з генеральними розмірами ( за завданням ) та кроком балок настилу. Номер профілю, товщина настилу, відомості про виконання перевірок міцності та жорсткості. Побудувати графік залежності маси площадки від кроку балок настилу із зазначенням на кожному етапі визначення маси номеру профеля та товщини настилу.

Коментарі. За змістом задача надзвичайна проста та полягає у пошуку такого кроку балок настилу, при якому загальна металоємність площадки буде мінімальною. Але технологічно задача може бути побудована як оптимізаційна, як задача найбільш повного використання ресурсу чи якимось іншим чином за бажанням авторів. У будь якому разі рішення повинне базуватись на ретельному опрацюванні сортаменту прокатних профілів і включати масу не тільки балок настилу, а й металевого настилу, що суттєво впливає на одержаний результат.

Задача має локальні мінімуми, обумовленні дискретністю сортаменту, тому рекомендується пошук з декількох стартових точок або послідовний перегляд локальних мінімальних значень.

Хід розрахунку. При ітераційній побудові пошуку на кожному кроці обчислюється лінійне навантаження на балку, потрібні геометричні характеристики поперечних перерізів з умови міцності та жорсткості, підбирається за сортаментом номер профеля та визначається товщина сталевого настилу за умови його жорсткості. Підраховується маса металу ( точніше маса елементів, що змінюється в процесі пошуку), потрібного на площадку, та порівнюється з попередніми значеннями.

Тема 2. Проектування балочної клітини ускладненого типу.

Вхідні та вихідні дані формуються аналогічно задачі попередньої теми. Різниця між цими задачами полягає у тому, що тут ми маємо цикл (пошук кроку балок настилу ) в циклі (пошук кроку балок допоміжних ). Проте зовнішний цикл не вимагає великої кількості обчислень, бо включає лише 2…3, рідше 4…5 варіантів.

Задача вимагає акуратного і уважного програмування з аналізом одержаних результатів.

Тема 3. Проектування складеної балки симетричного двотаврового перерізу

Вхідні данні: прольот балки l; розрахункове лінійне навантаження q; та зосереджені навантаження від обладнання F_i з коефіцієнтом надійності γ_f=1,1,; з коефіцієнтом надійності γ_f,ср; сталь С …., відносний граничний прогін[ f/l ].

Вихідні данні: Розрахункова схема та єпюра розрахункових зусиль балки. Схема підібраного перерізу з зазначенням розмірів елементів; значення геометричних характеристик перерізу та відомості про виконання перевірок міцності та жорсткості.

Коментарі: Одна з найпростіших задач. Вимагає простого і акуратного послідовного виконання обчислень. Для уникнення накопичення помилок, пов΄язаних з проектуванням у дискретному середовищі сортаменту, після кожного визначення розмірів необхідно одержаний результат заокруглювати до значень сортаменту. Напрямок закруглення оберається у відповідності до граничної нерівності, за якою проводиться обчислення.

Розрахунковою схемою є однопрольотна балка з прольотом l, завантаженя рівномірно розподіленим лінійним навантаженням q, та зосередженними силами F_i. Навантаження є розрахунковими і використовуються для розрахунків за граничними станами першої групи( за міцністю та стійкістю). Перехід до нормативного навантаження виконується через середній коефіціент надійності за навантаженнями γ_f,ср та γ_f для подальшого використання в розрахунках за другою групою граничних станів( за прогинами).

Міцність конструкції обмежується розрахунковим опором сталі за межею текучості R_y ( за назвою сталі), жорсткість – відносним граничним прогином[ f/l ].

Хід розрахунку: 1) Визначення розрахункових зусиль; 2) Визначення висоти балки за оптимальним та іншими розрахунковими значеннями ; 3) Визначення інших розмірів поперечного перерізу з дотримуванням вимог місцевої стійкості та міцності; 4) Визначення геометричних характеристик підібраного перерізу; 5) Виконання перевірок міцності та жорсткості.