1.3 Подбор сечения балки настила первого варианта компоновки площадки

Рисунок 3 – Расчетная схема балки настила

Нормативная нагрузка на балку равна:

Расчетная нагрузка на балку равна:

Из таблицы 50^* /2/ принимаю сталь для третьей группы конструкций класса С345 ГОСТ 27772-88, из таблицы 51^* /2/ нахожу R_y=23 кН/см².

Из условия прочности по нормальным напряжениям требуемый момент сопротивления сечения балки равен:

По требуемому моменту сопротивления из сортамента ГОСТ 8239-89 выбираю двутавр №30, W_x=472см³, ρ_лин=36,5 кг/м, b=135мм, t_w=6,5мм, J_x=7080 см⁴, S_x=268 см³.

Проверяю прочность выбранного сечения по касательным напряжениям:

согласно таблице 1^* /2/ ;

Проверяю жесткость балки настила.

Максимальный прогиб в середине пролёта:

Относительный прогиб:

Принятое сечение балки настила удовлетворяет требованиям по прочности и жесткости.

1.4 Расчет балки настила второго варианта компоновки

Рисунок 4 – Расчетная схема балки настила

Нормативная нагрузка на балку равна:

Расчетная нагрузка на балку равна:

Из условия прочности по нормальным напряжениям требуемый момент сопротивления сечения балки равен:

По требуемому моменту сопротивления из сортамента ГОСТ 8239-89 выбираю двутавр №18, W_x=143 см³, ρ_лин=18,4 кг/м, b=90 мм, t_w=5,1 мм, J_x=1290 см⁴, S_x=81,4 см³.

Проверяю прочность выбранного сечения по касательным напряжениям:

Проверяю жесткость балки настила.

Максимальный прогиб в середине пролёта:

Относительный прогиб:

Принятое сечение балки настила удовлетворяет требованиям по прочности и жесткости.

1.5 Подбор сечения вспомогательной балки второго варианта компоновки площадки

Рисунок 5 – Расчетная схема вспомогательной балки

Нормативная нагрузка на балку равна:

Расчетная нагрузка на балку равна:

Из условия прочности по нормальным напряжениям требуемый момент сопротивления сечения балки равен:

По требуемому моменту сопротивления из сортамента ГОСТ 8239-89 выбираю двутавр №55, W_x=2035 см³, ρ_лин=92,6 кг/м, b=180 мм, t_w=11 мм, J_x=55962 см⁴, S_x=1181 см³.

Проверяю прочность выбранного сечения по касательным напряжениям:

Проверяю жесткость балки настила.

Максимальный прогиб в середине пролёта:

Относительный прогиб:

Принятое сечение балки настила удовлетворяет требованиям по прочности и жесткости.

Проверка общей устойчивости вспомогательной балки.

Наибольшее значения , при которых не требуется расчет на устойчивость определяется по формуле 37 /2/.

С учетом возможности развития пластических деформаций

Фактическая (расчетная) длина вспомогательной балки

Так как , проверка устойчивости не нужна.

Принятое сечение удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости.

1.6 Определение расхода металла по вариантам компоновки площадки.

Расход стали на квадратный метр площадки от стального настила и балок настила:

По расходу металла первый вариант компоновки выгоднее.

2 Расчет и конструирование главной балки балочной площадки.

2.1 Компоновка поперечного сечения балки.

Рисунок 6. Расчетная схема главной балки.

Нормативная нагрузка на главную балку с учетом собственного веса балки:

Расчетная нагрузка на балку

Подбор сечения главной балки

Сечение главной балки принимаю составным в виде сварного двутавра из трёх листов. Из таблицы 50^* /2/ принимаю сталь для второй группы конструкций класса С345 ГОСТ 27772-88, из таблицы 51^* /2/ находим R_y=24 кН/см².

Требуемый момент сопротивления

Назначаю высоту поперечного сечения главной балки исходя из следующих условий:

Окончательно принимаю высоту сечения балки h=2,0 м. Принимаю первоначально .

Толщину стенки главной балки определяю исходя из следующих условий:

1) Из условия работы стенки на срез в опорной зоне

2)Из условия отсутствия продольных ребер жесткости

Принимаю t_w=14 мм.

Предварительно принимаю толщину полок:

Тогда высота балки:

Требуемый момент инерции поперечного сечения балки:

Из условия устойчивости положения балки в процессе транспортировки и монтажа, а также из условия выполнения поясных сварных швов автоматом, ширина полки должна удовлетворят неравенству:

С учетом сортамента принимаю b_f,0=40 см.

Корректирую толщину полок балки:

Из условия обеспечения местной устойчивости сжатой полки:

;

;

.

Из условия опережения потери устойчивости стенки по отношению к полке

; ; .

Из условия обеспечения местной устойчивости стенки главной балки в зоне развития пластических деформаций:

Приведённая гибкость стенки:

;

Рисунок 7 – Принятое сечение главной балки

Определяю фактические геометрические характеристики сечения балки

По приложению 5 /1/ уточняю коэффициент с=1,13.

Напряжения в сечении с учетом развития пластических деформаций:

Прочность балки по нормальным напряжениям обеспечена с недонапряжением 7,26%.