3.4Расчет главных балок

На главную балку действуют сосредоточенная нагрузка от балок настила. Так как количество сосредоточенных сил в обычных случаях 5 и более то допускается рассчитывать главную балку от условной равномерно распределенной нагрузки.

Расчетная схема главных балок представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Расчетная схема главной балки

На балку действует условная равномерно распределенная нагрузка, собираемая с шага главных балок L.

Для определения нагрузки действующей на главные балки лучше всего выполнить сбор нагрузки в табличной форме.

Таблица 3.3 – Сбор нагрузки на главную балку

В кПа

Наименование нагрузки	Нормативное значение	f	Расчетное значение
1. Собственный вес пола (определено в задании)	qn1	1,15	q1
2. Собственный вес настила	qn2	1,1	q2
3. Собственный вес балок настила	qn3	1,05	q3
4. Собственный вес главных балок	qn4	1,05	q4
5. Временная полная (полезная)	qn5	1,2	q5
Итого:	qni		qi

Нормативное значение нагрузки от собственного веса настила q_n1 можно определить по формуле:

,

где - толщина железобетонного настила в метрах, =2,5т/м³ – плотность тяжелого бетона.

Нормативное значение нагрузки от собственного веса балок настила определяется по формуле:

,

где p – линейная плотность принятого сечения балок настила (приведено в приложении В) в кг/м;

а – шаг балок настила.

Нормативное значение нагрузки от собственного веса главных балок принимается приближенно, первоначально можно принять 0,3…0,4кПа.

Расчетное значение нагрузки q_Б2 указанной на расчетной схеме определяется по формуле:

где L – шаг главных балок.

В связи с тем, что минимально допустимая величина высоты сечения колонны равняется 200мм, то с некоторым запасом расчетную длину главных балок l₀₁ можно принять равной величине l₀₁=В-200мм, где В расстояние между колоннами в осях.

Максимальное значение расчетного изгибающего момента определяется по формуле:

, кНм; /3.5/

По максимальному значению момента действующего в главной балке определяется требуемый момент сопротивления главной балки.

, см³, /3.6/

где R_y – расчетное сопротивление стали, кН/см².

По требуемому моменту сопротивления из сортамента подбирают ближайший больший номер двутавра. Предпочтительно широкополочного двутавры типа Ш по ГОСТ 26020-83. Допускается применять двутавры типа Б по ГОСТ 26020-83.

Проверка второго предельного состояния прокатных балок (проверка жесткости) проводится путем сравнения относительного прогиба от нормативной нагрузки f/l с допустимым по нормам [7]:

f/l [f/l] /3.7/

Для балки на двух опорах с условной равномерно распределенной нагрузкой возможно применить следующую формулу:

/3.8/

При пролете l=3м допустимый прогиб равен l/150, при l=6м , l/200, при l=24м, l/250, для промежуточных значений допустимый прогиб определяется линейной интерполяцией.

Если условие жесткости не выполняется, то необходимо увеличить сечение балки и выполнить проверку снова.

Для обеспечения прочности стенки главных балок необходимо выполнить проверку местных напряжений для стенки в местах приложения сосредоточенной нагрузки к верхнему поясу:

/3.9/

где – толщина полки главной балки;

F –величина сосредоточенной силы от опорной реакции балок настила равняется ,

b – ширина полки балок настила.

Рисунок 3.4 – Схемы для определения длины распределения нагрузки на балку

В случае не выполнения проверки необходимо увеличить сечение прокатной балки.