4.3.2. Расчет балки настила
Расчетная схема балки настила представлена на рис. 4.11. Пролет балки настила l = B = 6 м.
Рис. 4.11. Расчетная схема балки настила (3-й вариант)
Определяем нормативную и расчетную нагрузки.
Нормативная нагрузка на балку принимается равномерно распределенной:
Расчетная нагрузка
где g = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки от железобетонных плит.
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки при работе с учетом упругопластических деформаций
По сортаменту выбираем ближайший номер двутавра, у которого Wx > Wn,min. Принимаем I40, имеющий момент сопротивления Wx = 953 см3; статический момент полусечения Sx = 545 см3; момент инерции сечения Ix = 19062 см4; площадь сечения А = 72,6 см2; ширину пояса bf = 155 мм; толщину пояса tf = 13 мм; толщину стенки tw = 8,3 мм; линейную плотность (массу 1 м пог.) 57 кг/м.
Уточнение коэффициента с1, M и Q c учетом собственного веса балки настила.
Площадь пояса
Площадь стенки
Отношение
Af /Aw = 20,15 / 32,3 = 0,62.
По табл. 4.2 определяем коэффициент с1 = 1,108.
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки настила длиной 1 м
qn,бн = 57 кг/м = 0,57 кН/м.
Нормативная нагрузка на балку настила
Расчетная нагрузка
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Проверка несущей способности балки.
Проверка прочности по нормальным напряжениям в середине балки:
Недонапряжение
Проверка прочности по касательным
напряжениям у опоры:
Общую устойчивость балок настила проверять не надо, поскольку их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним железобетонным настилом.
Проверка жесткости. Прогибы, определяемые от нормативных нагрузок, не должны превышать их предельных значений, установленных нормами проектирования. Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка прогиба производится по формуле
где
при пролете l = 6 м
(см. табл. 4.1).
Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.
В случае невыполнения любого из условий необходимо изменить сечение, приняв по сортаменту следующий номер двутавра и вновь проверить прочность и жесткость балки.
Определяем вес балки настила на 1м2 рабочей площадки:
4.4. Четвертый вариант балочной клетки
Тип балочной клетки – усложненный (рис. 4.12).
Настил – железобетонный.
Балки настила приняты с шагом а1 = 2 м.
Вспомогательные балки с шагом а2 = 4,5 м.
Рис. 4.12. Четвертый вариант балочной клетки
4.4.1. Расчет балки настила
При использовании в качестве настила железобетонных плит их толщину принимаем tпл = 10 см по табл. 4.4 (в зависимости от расчетного пролета плиты lн = а1 = 2 м и полезной нормативной нагрузки pn = 12,55 кН/м2). Нормативная нагрузка от веса железобетонной плиты
gп,н = tпл ρ = 0,1 ∙ 2500 = 250 кг/м2 = 2,5 кН/м2.
Расчетная схема балки настила представлена на рис. 4.13.
Пролет балки настила l = a2 = 4,5 м.
Определяем нормативную и расчетную нагрузку.
Нормативная нагрузка на балку принимается равномерно распределенной:
Рис. 4.13. Расчетная схема балки настила (4-й вариант)
Расчетная нагрузка
где g = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки от железобетонных плит.
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки при работе с учетом упругопластических деформаций
По сортаменту выбираем ближайший номер двутавра, у которого Wx > Wn,min. Принимаем I27, имеющий момент сопротивления Wx = 371 см3; статический момент полусечения Sx = 210 см3; момент инерции сечения Ix = 5010 см4; площадь сечения А = 40,2 см2; ширину пояса bf = 125 мм; толщину пояса tf = 9,8 мм; толщину стенки tw = 6 мм; линейную плотность (массу 1 м пог.) 31,5 кг/м.
Уточнение коэффициента с1, M и Q c учетом собственного веса балки настила.
Площадь пояса
Площадь стенки
Отношение
Af /Aw = 12,25 / 15,7 = 0,78.
По табл. 4.2 определяем коэффициент с1 = 1,09.
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки настила длиной 1 м
Нормативная нагрузка на балку настила
Расчетная нагрузка
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Проверка несущей способности балки.
Проверка прочности по нормальным напряжениям в середине балки:
Недонапряжение
Проверка прочности по касательным
напряжениям у опоры:
Общую устойчивость балок настила проверять не надо, поскольку их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним железобетонным настилом.
Проверка жесткости. Прогибы, определяемые от нормативных нагрузок, не должны превышать их предельных значений, установленных нормами проектирования. Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка прогиба производится по формуле
где fu = l/200 = 2,25 см при пролете l = 4,5 м (см. табл. 4.1).
Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.
Определяем вес балки настила на 1м2 рабочей площадки:
