Технико-экономические показатели

Вариант	Расход стали, кг		Число балок на ячейку 15 х 6
	на 1 м2	на ячейку 15 х 6	Типоразмеров	Монтажных единиц
I	120,7	10 863	1	16
II	132,56	11930,4	1	16
III	123,1	11 079	2	31

В соответствии с табл. 2 для дальнейшего проектирования принимается вариант I балочной площадки.

2. Расчет и конструирование главной балки

Главные балки балочной площадки проектируют преимущественно сварными в виде составных двутавров. Их сечение состоит из трех прокатных листов – вертикального (стенки) и двух горизонтальных (полок) с соединением элементов на сварке поясными швами.

Для экономии стали в главных балках составного сечения СНиП II-23-81* допускает использование упругопластической работы материала (см. п. 5.18 [3]), если эти балки выполнены из стали с пределом текучести до 530 МПа, несущих статическую нагрузку при касательных напряжениях   0,9R_s (кроме опорных сечений). Однако в составных балках из-за большой гибкости стенки (_w = h_w / t_w - значительно больше, чем в прокатных балках) эффективность увеличения несущей способности балки от использования упругопластической работы материала стенки балки незначительная, так как требуются дополнительные конструктивные мероприятия по обеспечению устойчивости стенки. Поэтому в пособии рассмотрен пример расчета составной сварной балки, работающей в упругих деформациях.

1. Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия

Расчетная схема главной балки устанавливается в соответствии с выбранным типом балочной клетки. Нагрузка на главную балку передается через балки настила или вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. При передаче нагрузки на главную балку через 5 и более балок настила или вспомогательных балок можно считать нагрузку равномерно распределенной.

Нормативные и расчетные значения сосредоточенных нагрузок P_n, P, кН, на главную среднюю балку следует определять по формулам:

для нормального варианта балочной клетки:

P_n = (m  g + _n)aB;

P = (m g  _f + _n  _f)aB;

для усложненного варианта балочной клетки:

P_n = (m g + _n)bB;

P = (m g  _f + _n  _f)bB.

Нормативные и расчетные значения интенсивности равномерно распределенной нагрузки на главную среднюю балку q_n, q, кН, (рис. 3) определяются по формулам:

q_n = (m  g + _n)B;

q = (m g  _f + _n  _f)B.

Здесь m – расход стали на 1 м² площади балочного перекрытия (см. табл. 2).

Рис. 3. К определению нагрузок на главную балку

2. Определение высоты главной балки

Проектирование составных балок производят в два этапа: на первом – подбирается сечение, на втором – проверяется прочность, устойчивость и прогибы. Подбор сечения начинается с назначения высоты балки. Высота балки назначается близкой к h_опт, определенной из экономических соображений, и не меньшей h_min, установленной из условия допустимого прогиба. Принятая высота балки не должна превышать максимальную h_max, определенную из заданной строительной высоты перекрытия h_стр. Если h_опт значительно превышает h_max , то следует принимать сопряжение балок в одном уровне (рис. 5, б).

Для балок, у которых оптимальная высота h_опт получается значительно меньше, чем требуется по условиям допустимого прогиба (жесткости) – h_min , наивыгоднейшую высоту сечения балки следует определять по формуле

h_опт = ,

где I ^f_тр – требуемый момент инерции, который определяет сечение, необходимое для удовлетворения заданного относительного прогиба =1/400:

I ^f_тр= .

При определении h_опт требуется знать толщину или гибкость стенки , поэтому для первого этапа расчета гибкость стенки можно принимать по табл. 3.

Таблица 3