Расчетная нагрузка:

q=

q=1,02∙(0,785∙1,05+21∙1,2)∙1,156∙0,95=29,15 кН/м=0,291кН/см

2.2.2.Определение максимального изгибающего момента

=

l = b = 6,6м-пролет балки настила.

M_max= =158,72 кН∙м=15872 кН∙см

2.2.3.Определение требуемого момента сопротивления.

R_y=230 МПа=23 кН/см²-расчетное сопротивление стали, согл. табл. 51* ГОСТ 27772-88* для стали С235;

γ_c=1,1- коэффициент условий работы балки;

С₁=1,1-коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, определяется по формуле, но первоначально принимается.

2.2.4.Подбор сечения прокатного двутавра с учетом упругопластической работы.

По сортаменту принимаем ближайший больший двутавр:

35Б1 ГОСТ 26020-83

Wx =581,7	t =8,5 мм	tw = 6,2 мм
h =346 мм	ρ = 38,9	Ix = 10060
b =155 мм	A = 49,53	Sx =328,6

2.2.5.Уточнение коэффициента с₁

A = A-2A

A = b ∙ t

A = 155 мм ∙ 8,5 мм=1317,5мм²=13,17 см

A = 49,53 см -2 ∙13,17 см =23,19 см

=0,568→C =1,1268 (согласно таблице СНиП ΙΙ-23-81^*)

t_f

b_f

2.2.6. Проверка прочности по нормальным напряжениям.

С_х=1,1268 -коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций;

Wx =581,7 ;

M_max=15872 кН∙см - максимального изгибающего момента;

R_y=230 МПа=23 кН/см²-расчетное сопротивление стали, согл. табл. 51* ГОСТ 27772-88* для стали С235;

γ_c=1,1- коэффициент условий работы балки.

242МПа<253МПа

Прочность обеспечена.

2.2.7.Расчет по прогибам. (Проверка жесткости балки.)

E=2,06 ∙10 МПа=2,06∙10⁴ кН/см²-модуль упругости стали;

q_n=0,244кН/см - нормативная нагрузка;

l = b = 6,6м = 660см - пролет балки;

Iа = 10060 ;

- предельная деформация изгибаемого момента.

= =0,00441

= =0,00496

0,00441 0,00496

Условие жесткости выполняется

2.2.8.Расход стали на 1м².

а_d =1,156 м - принятый шаг балок настила;

g_n =78,5 кг/м²=0,785кН/м²- вес квадратного метра стального листа для принято­го настила;

ρ = 38,9 - линейная плотность.

2.3.Расчет главной балки

Выбор материала:

С огл. табл.50* для группы конструкций 3, принимаю сталь класса С235 по ГОСТ 27772-88*.

Расчетная схема

M_max

Q

2.3.1.Определение погонной равномерно распределенной нагрузки

нормативная нагрузка:

Р_n =21кН/м² - технологическая нагрузка на 1 м² поверхности настила балочной клетки;

γ_f1 и γ_f2- коэффициенты надежности по нагрузке для постоянной ( вес настила) γ_f1= 1,05 и временной γ =1,2 нагрузок;

γ_n=0,95- коэффициент надежности конструкции по назначению, принимаемый по правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конс­трукций;

g_s=112,15 кг/м²=1,12 кН/м² -расход стали на 1 м²;

b=6,6 м –ширина рабочей площадки.

q_n=1,03∙(1,12+21)∙6,6∙0,95=142,85 кН/м

расчетная нагрузка:

2.3.2.Определение максимального изгибающего момента

q = 170,34 кН/м – расчетная нагрузка;

l =10,4 м – пролет главной балки.

2.3.3.Определение требуемого момента сопротивления

R_y=230 МПа=23 кН/см²-расчетное сопротивление стали, согл. табл. 51* ГОСТ 27772-88* для стали С235;

- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, назначаем;

- - коэффициент условий работы балки, согл. табл. 6 СНиП.

2.3.4. Подбор сечения прокатного двутавра с учетом упругопластической работы

По сортаменту принимаю ближайший больший двутавр:

100Б1 по ГОСТ 26020-83

Wx = 9011	tw = 16 мм	A = 293,82
h = 990 мм	tf = 21 мм	Ix = 446000
bf = 320 мм	ρ = 230,6	Sx = 5234

2.3.5.Уточнение коэффициента с₁

(согласно таблице СНиП ΙΙ-23-81^*)

2.3.6.Проверка прочности по нормальным напряжениям

С_х=1,14 -коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций;

Wx =9011 ;

M_max=230300 кН∙см - максимального изгибающего момента;

R_y=230 МПа=23 кН/см²-расчетное сопротивление стали, согл. табл. 51* ГОСТ 27772-88* для стали С235;

γ_c=1,1- коэффициент условий работы балки.

224,2МПа<253МПа

Прочность обеспечена

2.3.7.Проверка жесткости балки

Ix = 446000 ;

E=2,06 ∙10 МПа=2,06∙10⁴ кН/см²-модуль упругости стали;

q_n=142,85 кН/м =1,1485 кН/см - нормативная нагрузка;

l = 10,4м = 1040 см -пролет балки;

0,00183<0,0047

Условие жесткости выполняется

2.3.8.Проверка прочности по местным напряжениям

F

b_f,d

Главная балка

l_ef

t_w

l_ef- длина передачи нагрузки на стенку балки, условная длина распределения нагрузки, определяемая в зависимости от условий опирания.

l=b=6,6 м –пролет балки настила;

q=29,15 кН/м - расчетная погонная нагрузка на балку настила.

F_d-опорные реакции балок настила (расчетное значение нагрузки);

46,8МПа<253МПа

Прочность обеспечена

2.3.9.Проверка прочности по касательным напряжениям по формуле Журавского

R=Q_max

q =170,34 кН/м - расчетная погонная нагрузка на главную балку;

l = 10,4 м -пролет главной балки;

S₁=S_x=5234 см³ - статический момент полусечения балки;

I

τ_max

x = 446000 ;

t_w=16мм=1,6см – толщина стенки балки;

R_s=0,58R_y=0,58∙230=133,4 МПа=13,34 кН/см²

R_y=230 МПа=23 кН/см²-расчетное сопротивление стали, согл. табл. 51* ГОСТ 27772-88* для стали С235;

γ_c=1,1- коэффициент условий работы балки.

R_s ∙ γ_c=13,34∙1,1=14,67кН/см²

τ_max≤ R_s γ_c

6,50 кН/см² < 14,67 кН/см²

Прочность обеспечена.

2.3.10.Проверка общей устойчивости балки

a_d Стальной настил

Б алка настила

Главная балка

b_f

l_ef = a_d

l_ef = a_d=1,156 м =115,6–шаг балок настила;

b_f = 320 мм=32 см –ширина сжатого пояса;

δ=0,3 - учет пластических деформаций;

δ=1 упругая работа балки;

t_f =21 мм=2,1 см - толщина сжатого пояса;

h= 990 мм= 99 см – расстояние (высота) между осями поясных листов;

Для балок с отношением b/t <15 следует принимать b/t =15.

E=2,06 ∙10 МПа=2,06∙10⁴ кН/см²-модуль упругости стали;

R_y=230 МПа=23 кН/см²-расчетное сопротивление стали, согл. табл. 51* ГОСТ 27772-88* для стали С235.

3,61<5,53

Общая устойчивость обеспечена.

2.4. Расчет опорного узла главной балки на колонну

R 6-10 мм

1

1

h_ef

R 15..20мм (<1,5·t_op)

торец

строгать R=Q_max

b_ef t_ z

b_op

t_op S

2.4.1.Определение требуемой площади ребра, исходя из расчета на смятие

Rp-расчетное сопротивление на смятие при наличии строганой поверхности,

Rp= Ru=350 МПа;

γ_c=1,1- коэффициент условий работы балки;

R=Q_max=885,77 кН;

2.4.2.Определение толщины ребра

Задаемся минимальной шириной ребра b_op=200мм=20см согл. ГОСТ 82-70* на широкополосную сталь

Из условия транспортировки t_op≥12 мм;

Принимаю t_op=12 мм.

2.4.3.Проверка общей устойчивости опорного ребра как центрально сжатого стержня таврового сечения

R= Q_max = 885,77 кН;

Ат - площадь расчетного сечения;

t_op=12 мм =1,2 см;

b_op=200мм=20см;

По СНиП:

tw = 16 мм=1,6см;

E=2,06 ∙10 МПа=2,06∙10⁴ кН/см²-модуль упругости стали;

R_y=230 МПа=23 кН/см²-расчетное сопротивление стали, согл. табл. 51* ГОСТ 27772-88* для стали С235;

см

см²

φ_z - коэффициент продольного изгиба, зависящий от , φ_z= φ_z( );

λ_z - гибкость стержня.

h= 990 мм= 99 см – расстояние (высота) между осями поясных листов;

t_f =21 мм=2,1 см - толщина сжатого пояса;

см

- при расчете ребра на устойчивость.

128,5 МПа<230 МПа

Общая устойчивость обеспечена.

2.4.4. Проверка устойчивости ребра

E=2,06 ∙10 МПа=2,06∙10⁴ кН/см²-модуль упругости стали;

R_y=230 МПа=23 кН/см²-расчетное сопротивление стали, согл. табл. 51* ГОСТ 27772-88* для стали С235;

см

b_op=200 мм=20 см;

tw = 16 мм=1,6 см;

t_op=12 мм =1,2 см;

7,67<14,96

Устойчивость ребра обеспечена

2.4.5.Расчет сварных швов, прикрепляющих опорное ребро к стенке балки

Вид сварки – полуавтоматическая в среде углекислого газа СО₂

Согл. табл. 55^* принимаю сварочную проволоку марки СВ-08Г2С по ГОСТ 2246-70* d=2мм, СО₂ – по ГОСТ 8050-85.

Условие прочности по металлу сварного шва:

Условие прочности по металлу границы сплавления:

R=Q_max=885,77 кН;

R_wf =215 МПа=21,5кН/см² (Согл.табл. 56 СНиП ΙΙ-23-81^*);

γ_wf = γ_wz=1 –коэффициент условий работы сварных швов, зависящие от климатического района строительства, расчетная температура воздуха t⁰ = -34⁰ C≥-40⁰C;

γ_с=1 - для угловых швов;

β_f =0,9; β_z =1,05 –коэффициенты, учитывающие глубину проплавления сварного шва

для катетов швов ;

R_un=360 МПа – временное сопротивление стали разрыву;

см

см

Принимаю с учетом рекомендаций т. 38^* СНиП ΙΙ-23-81^* при t_max= t_w=16мм, k_f =5 мм для полуавтоматической сварки с двусторонними угловыми швами.

Условие: l_w,max≤85β_f∙k_f т.к. усилие на шов идет из одной точки и далее распределяется.

h-2∙t_f =990-2∙21=948 мм ≥ 85∙0,9∙6=464,4 мм

Условие прочности выполняется.