2.2.3. Балочная клетка усложненного типа. Вариант 3.

Назначаем шаг вспомогательных балок с =2,8м исходя из условия кратности пролета.

1. Подбор толщины настила и шага балок настила:

Назначаем толщину настила t_н = 8 мм, при этом G_н = 78,5·0,8 = 62,8 кг.

Пролет балок настила принимаем, из расчета кратности, равным a = 920 мм

2. Подбор сечения балок настила:

С целью сокращения количества балок и большей экономии стали балки настила проектируем неразрезными.

Предельному состоянию таких балок соответствует образование пластических шарниров в середине пролета и на опорах

С учетом перераспределения моментов, расчетный изгибающий момент при этом равен:

,

(кН/м)

(кН×м)

Требуемый момент сопротивления сечения балки:

(см³)

В соответствии со значением W^тр из сортамента по ГОСТ 8239-72* выбираем ближайший двутавр, для которого W_х >W^тр:

Это будет двутавр №14: W_x = 81,70 (см³) J_x = 572 (см⁴)^, m₃ = 13,7(кг)

2. Подбор сечения вспомогательных балок.

Балки настила опираются на вспомогательные балки этажным способом, передавая нагрузку в точках опирания. Сила Р представляет собой удвоенную опорную реакцию балок настила. Так как число сил 5, то заменяем их равномерно распределенной нагрузкой.

Распределенная нагрузка:

,

(кН/м)

,

(кН/м)

Расчетный изгибающий момент:

(кН·м)

Определяем требуемый момент сопротивления:

(см³)

В соответствии с этим принимаем по ГОСТ 8239-72* из сортамента двутавр №40 со следующими параметрами:

W_x =953(см³), J_x = 19052 (см⁴), m₄ = 57(кг/м)

Проверяем прочность вспомогательной балки:

(кН/м)

(кН·м)

Проверку прочности производим по формуле:

(кН/м²) < R_y · =230 (кН/м²)

Процент недонапряженности:

Находим минимальную высоту балки из условия жесткости:

(м) < 0.4 (м)

т.к. h_min < h, то проверка жесткости не требуется, т.к. жесткость будет удовлетворена.

Общий расход стали для 3^го варианта:

(кг/м²)

Количество балок на одну ячейку:

(шт.)

2.2.4. Сравнение вариантов и выбор экономичного решения

Технико-экономические показатели рассмотренных вариантов балочной клетки сводятся в таблицу:

Таблица 1.1

ТЭП вариантов балочной клетки

Варианты	Расход стали, кг/м2	Количество балок настила, шт
1	97,085	20
2	123,6	14
3	97,99	10

На основании таблицы 1.1 принимаем 1-й вариант балочной клетки, как наиболее экономичный. Это балочная клетка нормального типа с шагом а=700 мм, для которой и производится дальнейший расчет.

2. Главная балка

2.1. Определение нагрузки и расчетных усилий

Для усложненного типа балочной клетки нагрузки на балочную клетку передаются в виде сосредоточенных сил, величины которых равны удвоенной опорной реакции этих вспомогательных балок. Нормативные и расчётные значения этих сил определяются по формулам:

кН/м

кН/м

Масса одного погонного метра балки:

,

кг/м

Расчетные значения усилий с учетом массы одного погонного метра балки:

кН

N=2 =2 961,03=1922,03 кН