2.1. Разработка вариантов стальной балочной клетки

2.1.1 Вариант 1. Балочная клетка нормального типа

2.1.1.1 Расчет настила

Таблица 1. Сбор нагрузки на 1м² настила

	Наименование нагрузки	Нормативная (кН/м2)	f	Расчетная (кН/м2)
1	Временная P	16	1.2	19,2
2	Собственный вес настила где удельный вес стали –	0.924	1.05	0.9702
	Итого

Средняя величина коэффициента надежности по нагрузке

Принимаем расчетную схему настила (рис.4).

Рис.4 Расчетная схема настила

1–настил; 2–балка настила; 3–сварные швы

Сварные швы крепления настила к балкам не дают возможности его опорам сближаться при изгибе. Поэтому в настиле возникают растягивающие цепные усилия . Защемление настила сварными швами на опорах в запас не учитывают, считая опоры шарнирно неподвижными. Изгиб настила происходит по цилиндрической поверхности. Цилиндрический модуль упругости стали определяется по формуле:

.

В расчете определяется наибольший пролет полосы настила единичной ширины при заданной толщине листа и предельном прогибе

. (1)

В нашем примере после подстановки величин и в формулу (1), получаем:

(2)

В целях экономии стали пролет следует принимать как можно ближе к так, чтобы длина главной балки была кратна пролету . Так как величина зависит от пролета настила , задачу решают попытками, принимая пролет настила в интервале от 0.5 до 2.5 м. Принимаем В этом случае пролет укладывается десять раз по длине главной балки: Интерполяцией находим предельный прогиб для пролета :

Далее, по формуле (2) вычисляется наибольший пролет:

Так как на этом расчет заканчиваем.

В целях упрощения крепления балки настила к главной у ее опоры, смещаем на половину шага в пролет первую и последнюю балки настила. Тогда разбивка главной балки на панели имеет вид: (рис.5).

Рис.5 Схема балочной клетки нормального типа (1 вариант)

1- колонна; 2- главные балки; 3-балки настила.

Проверка прогиба настила:

Вначале вычисляется балочный прогиб, то есть прогиб от поперечной нагрузки в середине полосы шириной метр, имеющей цилиндрическую жесткость , без учета растягивающей силы :

Прогиб настила с учетом растягивающей силы определяется по формуле: Коэффициент находится из решения кубического уравнения (3)

Для решения примем , тогда ,

где

В нашем случае: ;

;

;

прогиб настила

относительный прогиб

предельный прогиб

Так как проверка прогиба удовлетворяется.

Проверка прочности настила:

Изгибающий момент с учетом приварки настила на опорах:

.

Растягивающая сила

.

Проверка прочности полосы настила шириной

Здесь площадь сечения настила

момент сопротивления настила