3. Расчёт балок настила

Расчётная схема балки настила – однопролётная шарнирно опёртая балка (рис.6).

Рис.6 Расчётная схема балки настила

Пролёт и шаг балок настила принимается в соответствии с первоначальной компоновкой балочной клетки (Рис.1).

Нагрузка на балку настила передаётся опирающейся на неё железобетонной плитой. Определим расчётное значение этой нагрузки на погонный метр балки (формула 3.1):

1,6×16=25,6 кН/м

3.1. Определение усилий в балке настила и подбор сечения.

Вычислим опорные реакции, возникающие в балке настила от действия, равномерно распределённой нагрузки q_{2 :}

кН

Определим максимальный изгибающий момент и поперечную силу:

кНм

кН

Вычислим требуемый момент сопротивления сечения балки настила с учётом развития пластических деформаций:

см³

где R_y = 230 МПа – расчётное сопротивление проката для стали С235 (табл.9 приложений МУ).

По найденной величине W_р по сортаменту (табл.10 приложений МУ) подбираем двутавровый профиль №23Б1, для которого выполняется условие:

W_х > W_р; 260,5 см³ > 213,12 см³ .

Характеристики двутавра №22а:

W_х =260,5 см³, I_х =2996 см⁴ , S_х =147,2 см³, d =0,56 см , h = 23 см, b = 11 см, масса 1 погонного метра 25,8 кг (g₃).

3.2. Проверка подобранного сечения

Проверим сечение по первой группе предельных состояний – на действие нормальных и касательных напряжений

кН/см² < R_yγ_с = 23 кН/см²

Условие выполняется.

кН/см²<R_S γ_с = 13,34 кН/см²,

где

R_s = 0,58R_y = 0,5823 кН/см² = 13,34 кН/см² – расчётное сопротивление проката на срез.

Условие выполняется.

Так как оба условия выполняются, можно сделать вывод, что сечение балки настила соответствует требованиям, предъявляемым к конструкциям по первой группе предельных состояний.

Общую устойчивость балок не проверяем, так как нагрузка передаётся через сплошной жёсткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс конструкции, надёжно с ним связанный. Местную устойчивость элементов сечений прокатных профилей не проверяем, так как она обеспечена при проектировании их сортамента.

Проверим подобранное сечение по второй группе предельных состояний – для обеспечения жёсткости балок.

Вначале определяем величину нормативной нагрузки на погонный метр балки, используемой при определении прогиба f, (формула 3.9 МУ):

1,600(16 +8+ 25×0,08) + 0,258= 41,60кН/м = =0,4160кН/см.

Прогиб балки настила от действия нормативной нагрузки:

см

Определим допустимый прогиб f_u. Из табл.13 приложений для длины балки настила l₂ = 3 м принимаем соотношение l /200.

f_u = l₂ /200 = 340/200 = 2 см.

Проверим, не превышает ли фактический прогиб допустимого значения:

f f_u ; 1,2 см < 1,7 см.

Условие выполняется, фактический прогиб не превышает допустимого значения, сечение балки настила соответствует требованиям, предъявляемым к конструкциям по второй группе предельных состояний.

4. Расчёт главных балок

Запроектируем стальную главную балку среднего ряда, на которую с двух сторон опираются балки настила.

Расчётная схема главной балки – однопролётная шарнирно опёртая балка, нагруженная сосредоточенными силами Р, количество которых равно количеству балок настила, опирающихся на главную балку (Рис.7)

Рис.17. Расчётная схема и эпюры внутренних усилий главной балки.