2. Расчёт вспомогательных балок.

Вспомогательная балка относится к третьей группе конструкций по назначению и для неё с учётом климатического района строительства можно использовать сталь С345 с R_y=31,5 кН/см² при толщине фасонного проката до 20 мм.

Выполним предварительный подбор сечения балки. При определении нагрузки на вспомогательную балку принимаем допущение: действие сосредоточенных сил (опорных реакций прокатных балок настила) заменяем эквивалентной погонной нагрузкой. Шириной грузовой площади вспомогательных балок является их шаг b (рис. 3, а).

Расчетная схема вспомогательной балки – однопролётная шарнирно опертая балка (рис. 3, б).

Нормативная и расчётная погонные нагрузки на вспомогательную балку равны

кН/м;

кН/м,

Р

а)

асчётные значения поперечной силы, изгибающего момента и требуемый момент сопротивления:

кН;

кН∙м = 70594 кН∙см;

см³.

Назначаем двутавр № 50Ш1 (другие двутавры не проходят проверку по прогибам и по общей устойчивости) по ГОСТ 26020-83 с характеристиками сечения: W_x=2518 см³; I_x=60930 см⁴; S_x=1403 см³; h=484 мм; b=300 мм; t_w=11 мм; t_f=15 мм; p_l=114,4 кг/м.

Н

б)

агрузка от собственного веса балки составит

Н/м=

=1,144 кН/м.

Доля этой нагрузки от общей составляет

Рис. 3 Расчётная схема

Вспомогательной балки.

в связи с чем уточнения нагрузки не требуется.

Проверка прочности балки выполняем по формулам:

< 1;

< 1,

где – расчётное сопротивление стали срезу.

П роверим прочность стенки вспомогательной балки в местах опирания балок настила:

кН/см²,

где F=2Q_max=2∙74,74 = 149,48 кН – расчетное значение локальной нагрузки, здесь Q_max – поперечная сила в балке настила в месте её опирания на вспомогательную балку; t – толщина стенки вспомогательной балки; l_ef = b+2t_f = 11+2∙1,78 = 14,56 см – условная длина распределения нагрузки; b – ширина полки балки настила.

Прочность балки обеспечена.

Предельно допустимый относительный прогиб балки для l=7,5 м – .

Проверка прогиба балки:

см < см.

Жёсткость балки обеспечена.

Проверка общей устойчивости вспомогательной балки.

При 1<h/b=48,4/30=1,61 <6 и b/t = 30/1,5=20<35 (для расчёта принимаем b/t=20):

,

Условие выполнено. Общая устойчивость вспомогательной балки обеспечена.

Масса вспомогательных балок на 1 м² – кг/м².

4. Выбор наиболее экономичного варианта.

Требуется определить наиболее экономичный вариант компоновки балочной клетки.

Данные расхода стали и другие показатели сводим в таблицу 1.

Таблица 1.

Сравнение вариантов компоновки балочной клетки.

Номер варианта	Расход стали, кг/м2				Количество прокатных балок на ячейку
	настил	балки настила	вспомогательные балки	всего
1	47,1	51,65	–	98,75	18
2	94,2	35,63	–	129,83	10
3	86,35	16	28,6	130,95	22

Наиболее экономичным является первый вариант:

Шаг балок настила 0,941 м.

Толщина настила 6 мм.

Балка настила – двутавр №36.