1. Попередній вибір перерізу

За умовами роботи конструкції приймаємо сталь класу С255,R_y=250МПа. Коефіцієнт надійності щодо постійного навантаження від власної маси металевих конструкцій γ_fⁿ =1,05.

Нормативне навантаження загальне:

q_n =(p_n+ ɡ_a+ ɡ_n) +p=(24+0,720+0,785)·4+25,74·4=20,5·10³ Н/м

Розрахункове навантаження загальне:

q= (p_n· γ₁+ ɡ_a· γ_fⁿ + ɡ_{f ·}γ_f^f+ p/a·γ_fⁿ)·l_f =

=(24·1,2+0,785·1,05+0,720·1,2+25,74·1,05)=57,5·10³ Н/м

Розрахункові зусилля:

Підбір перерізу балки здійснюємо з урахуванням пластичних деформацій:

Для двотаврових балок c₁=1,1; для балок настилу γ₁ =1,0.

Потрібний момент опору перерізу балки:

Приймаємо двотавр №30 ГОСТ 8239-89:

Схема двотавру.

h,мм	b, мм	s, мм	t, мм	A,	Ix	Wx	ix, см	Sx, см3
300	135	6,5	10,2	46,5	7080	472	12,3	268

2. Остаточний вибір перерізу

Навантаження на балку з урахуванням її власної маси становить:

q_n = 20,5+0,365= 20,87·10³ Н/м

q =57,5+0,365·1,05=57,88·10³ Н/м

Зусилля в балці:

Перевірка міцності:

Балка має достатню міцність.

Перевірка жорсткості.

Максимальний прогин балки становить:

Підібрана балка відповідає вимогам жорсткості.

Перевірка стійкості.

Місцева стійкість елементів балки забезпечується конструктивними параметрами прокатного фасону.

Перевіримо загальну стійкість допоміжних балок в середині прольоту. Загальна стійкість балки повинна забезпечуватися розкріпленням стиснутого пояса балками настилу з привареним до них настилом.

Розрахункова довжина балки дорівнює відстані між точками закріплення поперечних зв’язків (балок настилу).

l_ef =a-b=1,0-0,135=0,865 м.

Співвідношення, характерні для обраної балки:

= =2,2; 1≤ 2,2 ≤ 6;

==13,2 ≤ 15.

Дана формула придатна для використання з врахуванням коефіцієнту:

δ= [1- ],

в розрахунках слід приймати =15.

Всередині балки τ =0 ≤ 0,5R_{s ,} тому c₁=c, для прокатних балок c =1,1.

δ= [1- ]= 0,3.

Фактичне співвідношення:

= = 6,4.

Підрахуємо найбільші значення, при яких не потрібен розрахунок на

стійкість:

= δ·[0,35+0,0032+(0,76-0,02]·=

= 0,3·[0,35+0,0032·15+(0,76-0,02·15)·]·=5,2.

5,2< 6,4; прийнятий переріз не потрібно перевіряти на загальну стійкість.

Тобто, загальна стійкість балки в середній частині забезпечується.

Недонапруження складає:

(1-)·100%= 1,6%.

Прийнятий двотавр №30 ГОСТ 8239-89 повністю задовольняє умови міцності, жорсткості і стійкості.

2. Розрахунок і конструювання головної балки

Підбір перерізу здійснюємо з врахуванням пластичних деформацій.

2.1. Вибір марки сталі

Балки перекриттів, які працюють при статичному навантаженні, відносяться до 2 групи конструкцій. Припускаючи, що при виконанні монтажних робіт балки можуть сприймати динамічні навантаження, приймаємо сталь класу С275 марки 18Гпс ГОСТ 23570 – 79.

Для товщини листового прокату від 10 до 20 мм (стінка) R_y = 260 МПа (товщини прокату приймаються орієнтовно з огляду літератури, в процесі розрахунку уточнюються).

На головну балку передаються зосереджені навантаження від балок настилу. До балки прикладено більше п’яти зосереджених сил, тому спрощено можна прийняти, що навантаження розподілено рівномірно. Ширина смуги, з якої збирається розподілене навантаження, дорівнює кроку головних балок а=12 м. Постійні навантаження від маси настилу, балок настилу та допоміжних балок обчислені вище.