1.4. Выбор наиболее экономичного варианта балочной клетки.

Элемент	Нормальный тип балочной клетки		Усложненный тип балочной клетки
	Расход кг/м2	Количество шт.	Расход кг/м2	Количество шт.
Настил	78,5	---	78,5	---
Балки настила	51,883	14	14,146	42
Вспомогательные балки	---	---	39,385	6
Итого	130,383	14	132,031	48

Как более экономичный, по расходу стали, к расчету принимаем нормальный тип балочной клетки.

1.6 Расчёт крепления настила

1244

Рис. 6. Расчётная схема настила

Расчёт крепления настила ведём для нормального типа балочной клетки, как наиболее экономичного по расходу стали.

Определяем растягивающее усилие на 1 см настила:

,

где – цилиндрический модуль деформации, ;

– коэффициент надёжности по нагрузке (т. 1.4 [1]);

– предельный прогиб балки, при по т. 1.5 [1] определяем .

.

Для крепления настила принимаем дуговую сварку в углекислом газе (ГОСТ 14771-76*) проволокой Св-08Г2С (ГОСТ 2246-701*) диаметром 1,4-2 мм.

Угловой шов рассчитываем по металлу шва, т.к.

,

где и – коэффициенты глубины проплавления шва, для дуговой сварки в углекислом газе, и (т. 4.2 [1]);

– расчётное сопротивление металла шва (т. 4.4 [1]);

(т. 4.7 [1]), ;

– временное сопротивление свариваемости стали С345 (т. 2.3 [1]);

– коэффициенты условий работы сварного шва.

Определяем катет сварного шва.

Катет сварного шва:

,

где – длина шва, ;

– коэффициент условий работы (т. 2.1 [1]).

.

В соответствии с требованиями т. 4.5 [1] (соединение тавровое с двусторонними угловыми швами, сварка ручная), принимаем .

2. Расчёт и конструирование главной балки.

2.1. Подбор и проверка сечения главной балки.

Главную балку принимаем переменного по длине сечения и рассчитываем без учета развития пластических деформаций.

Посчитаем вес настила и балок настила:

; где - погонный вес балки настила; - шаг балки.

;

Собственный вес главной балки:

;

Посчитаем нормативную нагрузку на единицу длины балки:

;

Расчетная нагрузка на главную балку будет равна:

Рассчитаем действующие в сечении момент и поперечную силу:

Рис.7 Расчетная схема главной балки.

Определим требуемый момент сопротивления:

Определим ориентировочную высоту балки.

Предварительно принимаем

Определяем ориентировочную толщину стенки балки:

Толщина стенки из условия среза:

Толщина стенки из условия устойчивости:

Окончательно принимаем по ( ГОСТ 19904-74).

Определяем оптимальную высоту балки:

где принимаем k=1,1

Определяем минимальную высоту балки:

Где по т.1.3[2]

Окончательно по принимаем

Задаемся толщиной полки:

Требуемый момент инерции сечения равен:

Моменты инерции стенки и полки будут, соответственно, равны:

Площадь полки можно определить по формуле:

;

отсюда можно посчитать ширину полки двутавра:

Окончательно принимаем По т. 10[1].

Проверяем устойчивость полки из условия местной устойчивости:

Условие выполняется

Уточняем нагрузку на балку с учётом собственного веса главной балки.

Посчитаем нормативную нагрузку на единицу длины балки:

;

Расчетная нагрузка на главную балку будет равна:

Рассчитаем действующие в сечении момент и поперечную силу:

Проверяем принятую толщину стенки из условия среза:

; ;

Определим геометрические характеристики сечения:

R_y=300 МПа – расчётное сопротивление стали С345 листового проката при толщине св. 20мм до 40мм по ГОСТ 27772-88.

Проверяем прочность главной балки по нормальным напряжениям:

Проверим качественное состояние балки по напряжению:

что допустимо.

Проверим подобранную балку по жесткости:

Условие жёсткости выполняется.