1.5 Расчёт усложненной балочной клетки со стальным настилом

Расчет балки настила

Определим число шагов балок:

шагов

Фактическое расстояние равно:

Нормативная нагрузка на балку:

где - временная равномерно распределенная нормативная нагрузка,

- нормативная нагрузка от массы настила,

- плотность стали (приложение 3[2]),

–шаг балок настила

Расчетная нагрузка на балку:

Расчетный изгибающий момент в балке:

Требуемый момент сопротивления:

где - расчетное сопротивление стали (табл.51[2])

- коэффициент пластичности (табл.1.11[1])

- коэффициент условия работы (табл.1.9,п.8[1])

Момент инерции:

Принимаем по табл.3 (приложение 6 [1]) балку двутавровую №16 со следующими характеристиками:

размеры – h = 160 мм; b = 81 мм; d = 5 мм; t = 7,8 мм, R = 8,5 мм;

площадь поперечного сечения –20,2 см²;

масса одного метра длины – 15,9 кг;

I_х = 873 см⁴; W_х = 109 см³.

Проверка прочности балки:

Находим отношение площади сечения полок к площади сечения стенок по формуле:

Определяем интерполяцией по табл.1.11[1]

Расчетное напряжение находим по формуле:

>

Прочность балки обеспечена.

Проверка жесткости:

<

Жесткость балки настила обеспечена.

Расход металла:

Расчёт вспомогательной балки

В связи с частным расположением балок настила нагрузку на вспомогательную балку принимаем равномерно распределенной.

Нормативная нагрузка на балку:

где - временная равномерно распределенная нормативная нагрузка,

- нормативная нагрузка от массы настила,

- плотность стали (приложение 3[2]),

–шаг вспомогательных балок настила,

а = 1,2м – шаг балок настила.

Расчетная нагрузка на балку:

Подбираем сечение балки.

Определяем расчетный изгибающий момент в балке:

Требуемый момент сопротивления:

где - расчетное сопротивление стали (табл.51[2])

- коэффициент пластичности (табл.1.11[1])

- коэффициент условия работы (табл.1.9,п.8[1])

Момент инерции:

Принимаем по табл.4 (приложение 6 [1]) двутавр с параллельными гранями полок №50Б1 со следующими характеристиками:

размеры – h = 495,6 мм; b = 200 мм; d = 8,4 мм; t = 12,2 мм, R = 20 мм;

площадь поперечного сечения – 91,8 см²;

масса одного метра длины – 72,1 кг;

I_х = 37670 см⁴; W_х = 1520 см³.

Проверка прочности балки:

Находим отношение площади сечения полок к площади сечения стенок по формуле:

Определяем интерполяцией по табл.1.11[1]

Расчетное напряжение находим по формуле:

<

Прочность балки обеспечена.

Проверка жесткости:

<.

Жесткость балки обеспечена.

1.6. Сравнение вариантов

Элемент	I вариант		II вариант
	Расход стали, кг/м²	Количество элементов, шт.	Расход стали, кг/м²	Количество элементов, шт.
Настил	78,5	-	78,5	-
Балки настила	47,2	11		6
Второстепенные балки	-	-		6
Итого	125,7	11		12

На основании таблицы делаем вывод, что самый экономичным является 1 вариант.

2. Расчет и конструирование главной балки

2.1 Статический расчет

Пролет балки – 14 м. В связи с частым расположением балок настила нагрузка принимается равномерно распределенной.

где – нагрузка от настила и балок настила;

, принято предварительно

Определяем расчетный и нормативный изгибающий моменты и поперечную силу на опоре: