4. Підбір перерізу прокатної балки настилу

Визначення погонного (лінійного) навантаження на балку настилу показано на рис.4.1.

Навантажувальна площа, з якої передається навантаження на один погонний метр балки настилу, становить: . Якщо задані нормативні постійне ( ) і тимчасове корисне ( ) навантаження на 1м² площі плити настилу, то лінійне навантаження на балку настилу становить:

- нормативне - ,

- розрахункове - .

Підбір перерізу виконуємо за вихідними даними, наведеними в табл.2.1. Балки настилу доцільно проектувати з двотаврового профілю за ГОСТ 8239-89.

Рис.4.1. До визначення лінійного навантаження на

балку настилу: 1 - балка настилу; 2 - головна

балка; 3 - настил; - зосереджене

навантаження на головну балку у вигляді

опорної реакції балки настилу.

Розрахунковою схемою балки настилу (рис.4.2) є розрізна однопрольотна балка з рівномірно розподіленим погонним навантаженням. Постійне нормативне навантаження від настилу товщиною (власна вага настилу –див. розділ 3.2); власна вага балки поки ще невідома. Тимчасове нормативне корисне навантаження (табл.2.1).

Рис. 4.2. Розрахункова схема балки настилу

За класифікацією [1,табл.50^*] балки настилу віднесено до третьої групи сталевих конструкцій споруд. Тому приймаємо сталь класу міцності С 235 з розрахунковим опором . Коефіцієнт умов роботи приймаємо за [1,табл.6*] .

Коефіцієнти надійності за навантаженням :

- для постійного навантаження (власна вага стальних конструкцій);

- для тимчасового навантаження .

Нормативне рівномірно розподілене навантаження на балку визначимо за формулою:

.

Розрахункове рівномірно розподілене навантаження за формулою:

.

Максимальні згинаючий момент і перерізуюча сила:

;

Підбір перерізу виконуємо з урахуванням розвитку пластичних деформацій за формулою:

,

звідки визначаємо необхідний розрахунковий момент опору:

,

де

- значення максимального згинаючого моменту в кНсм (раніше він був обчислений в кНм );

(попередньо приймаємо в межах ).

Маючи необхідне значення моменту опору, за сортаментом на гарячекатані двотаври приймаємо близький, дещо більший за величиною W_x ( ), профіль І30 (рис. 4.3) з геометричними характеристиками:

; ; ; ; ; ; ; А=34,8 см².

Погонна маса профілю – 27,3кг/м.

Тоді нормативна погонна власна вага балки буде

.

Розрахункова погонна власна вага дорівнює

.

Відповідно до 1, п.7.1 висота стінки для прокатного профілю визначається за формулою:

;

Рис. 4.3. Переріз балки настилу

За рис. 4.2 в перерізі, де , маємо , і отже дотичні напруження . За формулою (42) 1, п.5.18^* приймаємо . Значення коефіцієнта наведені в табл. 4.1 в залежності від відношення площі однієї полиці А_f до площі стінки А_w.

Площа стінки

.

Таблиця 4.1

Значення коефіцієнта

Схема перерізу
	0,25 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80	1,190 1,176 1,148 1,120 1,110 1,100 1,090		0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00	1,080 1,070 1,064 1,058 1,052 1,046 1,040

Примітка. При визначенні коефіцієнтів с для проміжних значень

допускають лінійну інтерполяцію.

Знаючи площу стінки, обчислюємо площу однієї полиці за формулою

.

Тоді

.

При , за табл.4.1 знаходимо коефіцієнт .

Уточнюємо погонне навантаження q, додаючи власну вагу 1пог.м. двотавра І30 ( -за сортаментом; ):

;

.

Розрахункові згинаючий момент і перерізуюча сила:

Опорна реакція балки настилу:

.

Перевіряємо підібраний двотавр на міцність за формулою:

.

Дотичні напруження в опорному перерізі балки перевіряємо за формулою:

,

де

.

Перевіряємо жорсткість балки за формулою:

,

де

Е = 2,06 10⁴ кН/см² - модуль пружності.

Граничне значення відносного прогину

,

звідки абсолютне значення граничного прогину буде

.

Умова жорсткості для прийнятої балки настилу виконана:

.

Таким чином, міцність і жорсткість балки настилу забезпечена.

Місцева стійкість поясів і стінки прокатних балок не перевіряється, тому що вона забезпечена їх товщинами, прийнятими за умовами прокату.