3. Підбір перерізу прокатної балки настилу.

Балки настилу доцільно проектувати з двотаврового профілю за ГОСТ 8239-89.

Розрахунковою схемою балки настилу (рис.3.1) є розрізна однопрольотна балка з рівномірно розподіленим погонним навантаженням. Постійне нормативне навантаження від настилу товщиною (власна вага настилу); власна вага балки поки ще невідома. Тимчасове нормативне корисне навантаження .

Рис. 3.1. Розрахункова схема балки настилу

За класифікацією [1,табл.50^*] балки настилу віднесено до третьої групи сталевих конструкцій споруд. Тому приймаємо сталь класу міцності С 235 з розрахунковим опором . Коефіцієнт умов роботи приймаємо за [1,табл.6*] .

Коефіцієнти надійності за навантаженням:

- для постійного навантаження (власна вага стальних конструкцій);

- для тимчасового навантаження .

Нормативне рівномірно розподілене навантаження на балку визначимо за формулою:

.

Розрахункове рівномірно розподілене навантаження за формулою:

.

Максимальні згинаючий момент і перерізуюча сила:

;

Підбір перерізу виконуємо з урахуванням розвитку пластичних деформацій за формулою:

,

звідки визначаємо необхідний розрахунковий момент опору:

,

де

- значення максимального згинаючого моменту в кНсм (раніше він

був обчислений в кНм );

(попередньо приймаємо в межах ).

Маючи необхідне значення моменту опору, за сортаментом на гарячекатані двотаври приймаємо близький, дещо більший за величиною W_x ( ), профіль І30 (рис. 3.2) з геометричними характеристиками:

; ; ; ; ; ; ; А=46.5 см². Погонна маса профілю – 36.5 кг/м.

Тоді нормативна погонна власна вага балки буде

.

Розрахункова погонна власна вага дорівнює

.

Відповідно до 1, п.7.1 висота стінки для прокатного профілю визначається за формулою:

;

Рис. 3.2. Переріз балки настилу

За рис. 3.1 в перерізі, де , , і отже дотичні напруження . Приймаємо . Значення коефіцієнта наведені в 1 в залежності від відношення площі однієї полиці А_f до площі стінки А_w.

Площа стінки

.

Знаючи площу стінки, обчислюємо площу однієї полиці за формулою

.

Тоді

.

При , за табл.4.3 знаходимо коефіцієнт .

Уточнюємо погонне навантаження q, додаючи власну вагу 1пог.м. двотавра І30 ( -за сортаментом; ):

;

.

Розрахункові згинаючий момент і перерізуюча сила:

Опорна реакція балки настилу:

.

Перевіряємо підібраний двотавр на міцність за формулою:

.

Дотичні напруження в опорному перерізі балки перевіряємо за формулою:

,

де

.

Перевіряємо жорсткість балки за формулою:

,

де

Е = 2,06 10⁴ кН/см² - модуль пружності.

Для балок настилу маємо граничне значення відносного прогину

,

звідки абсолютне значення граничного прогину буде

.

Умова жорсткості для прийнятої балки настилу виконана:

.

Таким чином, міцність і жорсткість балки настилу забезпечена.

Місцева стійкість поясів і стінки прокатних балок не перевіряється, тому що вона забезпечена їх товщинами, прийнятими за умовами прокату.