5.4. Выбор оптимального варианта

После выбора вариантов компоновки балочной клетки, подбора сечения балок настила и (для усложненного варианта) вспомогательных балок производится сравнение вариантов по расходу материалов, стоимости и количеству элементов, результаты которого заносятся в таблицу 1 приложения 3. В качестве определяющего показателя при выборе оптимального варианта принимается расход стали (кг/м²) или стоимость материала конструкций (руб./м²), при определении которой можно использовать данные табл. 2 прил. 3. В том случае, если расход стали или стоимость по вариантам отличаются менее чем на 5 %, в качестве оптимального варианта принимается вариант с меньшим количеством монтажных элементов.

Выявленный на основании сравнения вариантов оптимальный вариант принимается к дальнейшей разработке.

6. Расчет главной балки при усложненном типе балочной клетки

Главная балка проектируется составного сварного симметричного двутаврового сечения.

6.1. Определение нормативных и расчетных нагрузок

При действии на балку более 4-х сосредоточенных сил, нагрузка принимается равномерно распределенной. Выделим две составляющие этой нагрузки:

- составляющая, вызванная действием временной нагрузки

q ^н_вр = b p^н (6.1)

q _вр = b p^н  _{f v} (6.2)

• составляющая, вызванная действием постоянной нагрузки (собственный вес конструкций)

q ^н_пост = b( g^н_н + g^н_бн + g^н_вб ) (6.3)

q_пост = b[ g^н_н _fg + ( g^н_бн + g^н_вб )] (6.4)

где b - шаг главных балок (м), принимается по заданию на проектирование,  = 1,02– 1,05 – коэффициент, учитывающий собственную массу балки.

g^н_бн = g^св_бн / a,

где g^н_бн - нормативная нагрузка от собственного веса балок настила, кН/м²;

g^св_бн - линейная плотность балок настила по сортаменту, кг/п.м.

g^н_вб = g^св_вб / b₁ - нормативная нагрузка от собственного веса балок настила и вспомогательных балок (кН/м²)

g^н_вб - нормативная нагрузка от собственного веса вспомогательных балок, определяется аналогично нагрузке от балок настила, кН/м².

В том случае если количество сосредоточенных сил, действующих на главную балку, меньше или равно четырем, нагрузками будут являться опорные реакции балок настила (при нормальном типе балочной клетки), либо опорные реакции вспомогательных балок (при усложненном типе балочной клетки).

6.2. Определение усилий

Усилия, действующие в характерных сечениях главной балки и необходимые для дальнейших расчетов, определяются в зависимости от принятой расчетной схемы.

В однопролетной разрезной балке при действии равномерно-распределенной нагрузки максимальный изгибающий момент, действующий в середине пролета

M = (q _вр + q_пост ) L²/8 (6.5)

M^н = (q^н_вр + q^н_пост ) L²/8 (6.6)

Максимальная величина поперечной силы (она же – опорная реакция)

Q = (q _вр + q_пост ) L /2 (6.7)

В двухконсольной балке при действии равномерно-распределенной нагрузки максимальный пролетный изгибающий момент

M_пр = (q _вр + q_пост ) L_пр ²/8 - q_пост L_к ²/2 (6.8)

M^н_пр = (q^н_вр + q^н_пост ) L_пр ²/8 – q^н_пост L_к ²/2 (6.9)

- максимальный опорный момент

M_к = (q _вр + q_пост ) L_к ²/2 (6.10)

Поперечная сила, действующая в опорном сечении со стороны консоли

Q_к = (q _вр + q_пост ) L_к /2 (6.11)