1.3 Расчет усложненной балочной клетки

Принимаем шаг вспомогательных балок L = 3,0 м.

Шаг балок настила а = 1000 мм, количество пролетов при шаге колонн 6,5м:

n = = 6.5 шт

Принимаем 8 пролетов, тогда шаг балок настила a = = 812.5 мм

Масса 1 м настила

= 1м*1м*0,01*78,5 = 0,785 кН/м²

Нормативная нагрузка на балку настила:

q^н = 1.05(P^Н + )*а = 1,05*(20 + 0,785)*0,8125 = 17,7 кН/м

Расчетная нагрузка на балку настила:

q^р = 1.05(Р^Н*+)*a = 1.05(20*1.2 + 0.785*1.05)*0.8125 = 21.15кН/м

Максимальный изгибающий момент в балке настила

M_max = == 23.79 кН*м

Q_max = == 31.73 кН*м

F = Q_max = 31,73 кН*м

= = 90.11 см³

Принимаем двутавр № 16 со следующими характеристиками:

W_z = 109 см³

J_x = 873 см⁴

q = 15,9кг/м

F = 20.2 см²

b = 81 мм

h = 160 мм

Прогиб балки:

Тогда == 0.0035 ≤= 0.0067

Проверка прочности балки на изгиб:

Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости

Расчет второстепенных балок

Если шагов балки настила ≥ 5, то нагрузка представляется в виде равномерно – распределенных сил.

Нормативная нагрузка на вспомогательную балку:

= (qⁿ + q^н + q₁)*a = (20 + 0.785+ 0.2)*3 = 62.96 кН/м

q = 15,9 кг/м; q₁ = = 0.20

Расчетная нагрузка на вспомогательную балку:

q = (qⁿ * + (q^н + q₁)*) * a = (20*1.2 + (0.785 + 0.2) * 1.05)*3 = 75.1кН/м

Максимальный изгибающий момент

M_max = == 396,62 кН*м

Q_max = == 244,08 кН*м

F = Q_max = 244,08 кН*м

= = 1502,35 см³

Принимаем двутавр № 50 со следующими характеристиками:

W_z = 1589 см³

J_x = 39727 см⁴

q = 78.5 кг/м

F = 100 см²

b = 170 мм

h = 500 мм

Прогиб балки:

Тогда == 0.0060 ≤= 0.0067

Проверка прочности балки на изгиб:

Принятое сечение не удовлетворяет условиям прочности и жесткости

Принимаем двутавр №55 со следующими характеристиками:

W_z = 2035 см³

J_x = 55962 см⁴

q = 92,6 кг/м

F = 118 см²

b = 180 мм

h = 550 мм

Прогиб балки:

Тогда == 0.0042 ≤= 0.0067

Проверка прочности балки на изгиб:

Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости

Расхода материала на 1м² конструкции:

M = 1*1*t*γ_ж + += 1*1*1*78.5 ++= 128,94 кг/м²

1.4 Сравнение результатов

Расчетная величина	Вариант №1	Вариант №2	Вариант №3
Толщина настила,см	1,0	1,2	1,0
Вес настила,	0,785	0,942	0,785
Нормативная нагрузка на балку настила,	21,8	27,49	17,7/62,96
Расчетная нагрузка на балку настила,	26,07	32,8	21,15/75,1
Расчетный изгибающий момент, кНм	137,69	173,23	23,79/396,62
Требуемый момент сопротивления сечения, см3	522	656	90,11/1502,35
Двутавр	33	36	16/55
Расход металла на 1м2 перекрытия, кг/м2	120,7	133,08	128,94

Вывод: При выборе более рациональной и экономичной конструкции руководствуются не только расходом материала, но объемом затрат на устройство данной конструкции, трудоемкостью монтажа (зависит от количества элементов), сложность узлов. Наиболее рациональной во всех отношениях схемой является 1я схема балочной клетки.