2.4 Расчет второстепенной балки

Второстепенные балки проектируются, как и балки настила из проката двутавров. По статической схеме балки рассматриваются как статически определимые однопролетные балки на двух опорах, загруженные равномерно распределенной нагрузкой.

Согласно формулам (2), (3), (4), (5), (6):

gⁿ = 1,01= 29.67кН/м

g = 1,01= 39,87 кН/м

М_МАХ = = 244,2 кН·м,

Q_max = кН,

W_{X треб}= = 0,927·10^-3

По сортаменту подбираем двутавр с W_X ≥ W_{X треб}. Принимаем: №40б2:

W_X =935.7см³, b_f =165 мм, t_f =11,5 мм, g_св =0,547 кН/м,

I_X =18530см⁴, h =396мм, А =69,72см²

Определяем значение по формулам (6), (7):

A_f = 0,1650,0115 =18,97 см²

A_w = 69,72 – 218,97= 31,78м²

Вычисляем A_f / A_w = 18,97/31,78= 0,5969, по таблице 66 уточняем значение

с_х = 1,111

Уточняем значение согласно формулам (9), (10), (4), (5):

gⁿ=(78,5кН/м

g==40,02 кН/м

М_МАХ = = 183,32 кН·м

Q_max = кН

Проверка принятого сечения по первой группе предельных состояний согласно формуле (11):

σ = = 176,34 МПа ≤ 270 МПа

Проверка по второй группе предельных состояний согласно формуле (12), где [f/l] = 1/250

f/l = = 0,0035 < 1/250=0,004;

Условие выполняется. Окончательно выбираем двутавр № 40б2.

2.5 Расчет прикрепления настила к балкам настила

Для выбранного варианта балочной клетки выполняется расчет угловых швов нахлесточных соединений, прикрепляющих листы настила к балкам настила на условный срез по двум сечениям:

- по металлу шва

(13)

- по металлу границы сплавления

, (14)

где N – усилие на единицу длины шва, определяемое по формуле:

, (15)

где - коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки,

- расчетное значение сопротивления угловых швов условному

срезу по металлу шва, принимаемое по табл. 7 прилож., в зависимости от выбранных сварочных материалов, принять равным 200Мпа

(см. табл.6 прилож.);

- то же, по металлу границы сплавления, принять

равным 153 МПа

здесь- нормативное значение сопротивления стали разрыву,

принять равным 390 МПа;

- коэффициенты, зависящие от вида сварки и положения шва

в пространстве согласно таблице 34 [2], принять равными

0,9 , 1,05;

- по таблице 38[2].

Вывод: принимаем катет равным 4мм.?

2.6 Обоснование выбора схемы балочного перекрытия

Для каждого варианта балочной клетки определяем расход стали на 1м² площади. При окончательном выборе схемы балочной клетки учитываем также трудоемкость монтажа, зависящую от количества монтажных элементов и сложности узлов сопряжения балок настила, вспомогательных и главных балок. Сравнение вариантов сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Сравнение вариантов балочной клетки

	Вариант 1		Вариант 2		Вариант 3
	Расход стали, кг/м2	Кол - во элементов, шт	Расход стали, кг/м2	Кол - во элементов, шт	Расход стали, кг/м2	Кол - во элементов, шт
Настил		10		8	62,8	40
Балки настила		10		8	12,4	39
Второст. балки					21,88	4
Итого:	91,45	20	93,360	16	97,08	83

Вариант 3:

Определение расхода стали на 1 м²:

- настил: γ_стt_н = 7850810^-3 = 62,8 кг/м²

- балки настила: g_св/а = 8,7/0,7= 12,4 кг/м²

- второстепенные балки: g_св/а₁ = 54,7/2,5 = 21,88 кг/м²

Σ = 62,8+12,4+21,88 =97,08 кг/м²

Из предложенных вариантов и схем компоновки балочного перекрытия выбираем оптимальную по графику в соответствии с рисунком 6.

Рисунок 6 – График зависимость расхода стали от количества монтажных элементов

В1 - вариант 1; В2 - вариант 2; В3 - вариант 3.

Вариант 1 по двум показателям- расходу стали и количеству монтажных элементов- является наиболее выгодным. Во втором варианте количество монтажных элементов меньше, чем в первом , но и стоимость квадратного метра больше, чем в первом. То же касается и расхода стали. Во втором варианте расход сдали больше, чем в первом. Окончательно выбираем нормальную компоновочную схему балочной клетки с шагом балок настила 1,0 м.