Стальная балочная клетка
Смещаем на половину шага в пролет первую и последнюю вспомогательные балки.
Схема разбивки главной балки на панели:
Проверка прочности настила.
Изгибающий момент:
кНм
Растягива
ющая сила
МН
Момент сопротивления настила:
м3
Проверка нормальных напряжений:
МПа < МПа
Расчет сварного шва крепления настила к балке.
Так как усилие Н=268 кН меньше усилия, действующего в настиле первого варианта (Н=412,287 кН), принимаем катет сварного шва аналогично. То есть конструктивно по минимальной величине Kf = KMIN= 5 мм.
Расчет балки настила
Балка рассчитывается как свободно опертая, загруженная равномерно распределенной нагрузкой. Пролет равен шагу главных балок LБН = 6,50 м.
Погонная нагрузка собирается с полосы шириной, равной пролету настила LН = 1,423 м:
а) нормативная нагрузка:
где в первом приближении вес балки принят равным 2 % от нагрузки;
б) расчетная нагрузка:
.
Изгибающий момент от расчетной нагрузки:
кНм.
Требуемый момент сопротивления:
Коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций с1=1,1 в первом приближении.
Требуемый момент инерции по предельному прогибу (при пролете LБН = 6,50 м находим n0=201,117):
Принимаем двутавр №35Б2 ГОСТ 26020-83 (Ix=11550 см4; Wx=662,2 см3; А=55,17 см2; bf=155 мм; tf=10,0 мм; tw=6,5 мм; h=34,9 см; масса mбн=43,3 кг/м).
Уточняем коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций с1 в зависимости от отношения площадей сечения полки и стенки Af/Aw;
площадь сечения стенки:
см2;
площадь сечения полки:
см2;
По СНиП II – 23 – 81* табл. 66 интерполяцией определяем коэффициент с1=с= 1,0910.
Уточняется собственный вес балки и вся нагрузка:
а) нормативная:
б) расчетная:
.
Максимальный изгибающий момент:
кНм.
Проверка нормальных напряжений:
МПа < МПа.
Условие прочности выполняется с недонапряжением:
Расчетная перерезывающая сила на опоре:
кН.
Проверка касательных напряжений на опоре [СНиП II – 23 – 81*, формула (41)]
МПа,
где см;
= 49,14 МПа < МПа.
Условие прочности выполняется с большим запасом.
Проверка прогиба балки:
Проверка удовлетворяется.
Проверка общей устойчивости балки. В соответствие с п. 5.16 (а) СНиП II – 23 – 81* при наличии стального настила, непрерывно опирающегося на сжатый пояс балки и надежно с ним связанного электросваркой, проверять общую устойчивость балки не требуется.
Высота покрытия по главным балкам и расход стали по первому варианту. Высота баки настила, плюс толщина настила:
hп=hбн+tн=349+10=359 мм.
Расход стали на настил и балки настила:
1.4. Вариант 2. Балочная клетка усложненного типа
Расчет балки настила
Погонная нагрузка на балку настила:
а) нормативная от временной нагрузки, веса настила и балки настила:
б) расчетная:
.
Изгибающий момент от расчетной нагрузки:
кНм.
Требуемый момент сопротивления при с1=1,1 в первом приближении:
Требуемый по предельному прогибу момент инерции:
см4
Зная требуемые моменты сопротивления и инерции, по сортаменту подбираем двутавр №18 ГОСТ 26020 – 83
(IX=1290 см4; WX=143 см3; A=23,4 см2; mБН=18,4 кг/м; tW=5,1 мм; tf=8,1 мм)
Уточняем коэффициент с1=с при отношении площадей полки и стенки
; с=
где см2;
мм2.
Уточняется нагрузка:
а) нормативная:
.
б) расчетная:
.
Максимальный изгибающий момент:
кНм
Проверка нормальных напряжений:
МПа < МПа.
Условие прочности выполняется с недонапряжением 8,729 %.
Перерезывающая сила на опоре:
кН.
Проверка касательных напряжений:
МПа < МПа,
где см. Проверка удовлетворяется.
Проверка прогиба:
<
Проверка удовлетворяется.