4.1.3 Выбор схемы балочной площадки

Для выбора варианта балочной площадки производится сравнение технико-экономических показателей рассмотренных 2–3 схем балочной площадки. При использовании для настила и балок одной стали выбор варианта можно производить по расходу стали на 1м² балочной площадки. Показатели сводятся в таблицу 1.3.

Таблица 1.3 – Сравнение затрат стали

№ варианта	Расход стали, т (кг)/м2
	Настила	Балки наст.	Вспом. балки	Общий (суммарный по вариантам)	В %
1
2

Расход стали на настил балочной площадки можно определить по формуле:

g_n = t_n·, (1.19)

где t_n – толщина настила в м;

 = 7850 кг/м³ – плотность стали.

Расход стали на балки настила нормального варианта при нечётном числе шагов балок настила можно определить по формуле:

, (1.20)

где n_n, m – соответственно число шагов в одной ячейке балочной площадки и число ячеек (число шагов колонн, см. задание) в продольном направлении;

– линейная плотность балки настила, определяемая по сортаментам (приложение 4,5);

A – шаг колонн в продольном направлении (см. задание).

При чётном числе шагов нормального варианта

. (1.21)

Расход стали на балки настила усложнённого варианта можно определить по формуле:

, (1.22)

где n_u – число шагов балок настила в одной ячейке балочной площадки;

B – шаг колонн в поперечном направлении балочной площадки (см. задание).

Расход стали на вспомогательные балки усложнённого варианта можно определить по формуле:

, (1.23)

где n_b – число шагов вспомогательных балок в одной ячейке балочной площадки;

остальные обозначения из формулы (1.20).

Нормальному варианту балочной площадки можно отдавать предпочтение во всех случаях, когда расход стали нормального варианта не превышает более чем на 5%, расход стали усложнённого варианта.

4.1.4 Расчёт крепления настила

Для выбранного варианта определяют размер катета шва k_f, которым настил крепится к балкам (рисунок 1.4). Этот шов должен воспринимать распор H (рисунок 1.5), величину которого на единицу длины крепления настила можно определить по формуле:

H = γ_fp(²/4) [f/ _n]²E₁t_n, (1.24)

где γ_fp – коэффициент надёжности по нагрузке (для временной нагрузки), действующей на настил;

[f/ _n] – предельный относительный прогиб настила, указанный в задании, если пролёт настила определяется из условия прочности, то прогиб настила можно определить по рисунку 1.3 интерполяцией;

E₁  E/(1-ν²) – модуль упругости при цилиндрическом изгибе, когда поперечные деформации невозможны;

ν – коэффициент Пуассона (для стали ν  0,3).

Из условия прочности, по сечению по металлу шва получим катет шва k_f :

k_f = H/(γ_cβ_fR_wfγ_wf), (1.25)

где R_wf – расчётное сопротивление угловых сварных соединений по металлу шва, принимаемое по приложениям 2 и 12 настоящих указаний;

β_f – коэффициент, учитывающий глубину проплавления шва, принимаемый по приложению 10. Для длинных швов в горизонтальном положении рациональна автоматическая сварка (рекомендуемая в РГР).

Из условия прочности, по сечению по металлу границы сплавления получим катет шва k_f:

k_f = H/(γ_cβ_zR_wzγ_wz), (1.26)

где R_wz = 0,45R_un – расчётное сопротивление сварного соединения по металлу границы сплавления;

R_un – временное сопротивление стали разрыву (по приложению 1);

β_z – коэффициент, принимаемый по приложению 10;

γ_wf и γ_wz – коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I₁; I₂; II₂ и II₃, для которых γ_wf = 0,85 для метала шва с нормативным сопротивлением R_wun= 410 МПа и γ_wz = 0,85 для всех сталей (то есть при t < -40°C).

В РГР γ_wf и γ_wz равны 1, при заданной температуре района и эксплуатации - 30⁰С. Минимальный катет шва должен приниматься в зависимости от максимальной толщины свариваемых элементов (настила или полки балки) по приложению 8. Обычно k_f < k_fmin, поэтому принимают k_f = k_fmin. Окончательно принятый катет шва должен быть не меньше минимального и не меньше максимального расчетного (определенного по формулам 1.25, 1.26). Величина катета шва принимается с учетом принятой в нормах кратности сварных угловых швов.