1.3. Розрахунок за деформаціями

За граничними станами другої групи виконують розрахунок за деформаціями, який полягає у визначенні фактичного прогину та порівнянні його з нормативним значенням, наведеним у державному стандарті [3].

Найбільші значення l_ef /b_f , за яких не потрібний Таблиця 3

розрахунок на стійкість

Місце прикладання навантаження	Найбільші значення lef/bf, за яких не потрібний розрахунок на стійкість прокатних і зварних балок (за 1  hf /bf < 6 та 15  bf /tf  35)
До верхнього поясу
До нижнього поясу
Незалежно від рівня прикладання навантаження в розрахунку ділянки балки між в’язями чи за чистого згину
Позначення, що прийняті в табл. 3: bf і tf - відповідно ширина та товщина стиснутого поясу; hf - відстань (висота) між осями поясних листів. Примітка. Для балок з відношенням bf /tf < 15 у формулах табл. 3 слід приймати bf /tf = 15.

1.4. Порядок проектування прокатних балок

1. Вибір розрахункової схеми, збір навантажень і визначення зусиль

Розрахункове експлуатаційне погонне навантаження на балку визначають за виразом

,

де - характеристичне корисне навантаження, кН/м²; - характеристичне навантаження від власної ваги настилу,=t·g· (t - товщина настилу, м; g = 9,81 Н/кг – коефіцієнт пропорційності між силою тяжіння і масою;  - густина матеріалу настилу); а - крок балок, м (рис. 6);- коефіцієнти надійності за навантаженнями відповідно для розрахункового експлуатаційного корисного навантаження та розрахункового експлуатаційного навантаження від власної ваги настилу.

Розрахункове граничне погонне навантаження

,

де - коефіцієнти надійності за навантаженнями відповідно для розрахункового граничного корисного навантаження та розрахункового граничного навантаження від власної ваги настилу[2].

Розрахункові зусилля: Мmах =, кHм; Qmax = , кН.

Рис. 6. Розрахункова схема балки настилу

2. Підбір і перевірка перерізів

Підбір перерізу прокатної балки полягає у виборі необхідного номера профілю із сортамента та виконанні перевірок його міцності та жорсткості.

Розглянемо підбір перерізу з урахуванням розвитку пружно-пластичних деформацій, як більш складний.

1. Задаються значенням с₁ = 1,05...1,10.

2. За формулою W_nec = /с₁R_y_c визначають необхідний момент опору та із сортамента вибирають двотавр, для якого W_x  W_nec. Для цього ж номера двотавра виписують S_x, I_x, t_w, b_f, t_f, h.

3. Оскільки в перерізі одночасно діють згинаючий момент і поперечна сила, то дотичні напруження визначають за формулою ,

де h_w - висота стінки, h_w = h - 2t_f.

Якщо   0,5R_s, то с₁ = с, а якщо 0,5R_s    0,9R_s, то . У випадку 0,9R_s    R_s необхідно прийняти більший двотавр.

Коефіцієнт

де  = 0,7 - для двотаврів, що згинаються у площині стінки;

 = 0 - для інших типів перерізів.

4. Обчисливши співвідношення , за табл. 5 дод. 1 для двотаврового перерізу визначають коефіцієнтс.

5) Оскільки значення коефіцієнтів  і с відоме, визначають точне значення коефіцієнта с₁ (див. п. 3).

6) Перевіряють міцність балки за граничними станами 1-ї групи

В разі поєднання балок в одному рівні балки настилу кріплять до поперечних ребер жорсткості головних балок болтами, тому в їх стінці необхідно влаштувати отвори. У цьому випадку виконують розрахунок міцності послабленого перерізу за дотичними напруженнями. Попередньо приймають діаметр отворів d і крок розташування отворів а (див. рис. 4). Визначають коефіцієнт .

Тоді , де

Переріз вважається підібраним задовільно, якщо недонапруження складає 5...7%.

7) Перевіряють жорсткість балки

- для рівномірно розподіленого навантаження або - для будь-якого навантаження,

де визначають за нормами проектування;- згинаючий момент від розрахункового експлуатаційного навантаження.

8) Перевірку місцевої стійкості поясів і стінки балки, як правило, не виконують, оскільки вона забезпечується прийнятими товщинами елементів під час прокатування профілів.

9) Перевірку загальної стійкості не виконують внаслідок забезпечення умов, які наведені в п. 1.2.

14