2.3.2. Второй вариант компоновки балочной клетки
1. Определение нормативной погонной нагрузки:
.
2. Определение расчетной погонной нагрузки:
.
3. Определение внутренних усилий:
,
.
,
.
4. Предварительный подбор сечения:
.
.
По
ГОСТ 26020-83 принимаем двутавр 23Б1, для
которого:
.
5. Определение суммарного расхода стали:
.
Вывод. Принимаем второй вариант компоновки балочной клетки, т.к. он имеет меньший расход стали.
2.4. Проверки подобранного сечения балки настила
2.4.1. Проверки по I группе предельных состояний
1. Проверка прочности по нормальным напряжениям:
.
,
,
.
Недонапряжения:
.
Вывод. Нормальные напряжения не превышают допустимые.
2. Проверка прочности по касательным напряжениям:
,
|
где |
|
– статический момент полусечения, для двутавра 23Б1, принимаемый по ГОСТ 26020-83, равным
– момент инерции сечения, для двутавра 23Б1, принимаемый по ГОСТ 26020-83, равным
– толщина стенки, для двутавра 23Б1, принимаемая по ГОСТ 26020-83, равной
– расчетное сопротивление стали сдвигу, принимаемое равным:
|
;
;
;
,
.
,
,
.
Вывод. Касательные напряжения не превышают допустимые.
3. Проверка общей устойчивости:
Проверку выполнять не требуется, т.к. верхний сжатый пояс балок настила непрерывно раскреплен настилом.
4. Проверка местной устойчивости элементов балки:
Проверка местной устойчивости элементов балки обеспечена сортаментом.
2.4.2. Проверка по второй группе предельных состояний
1. Проверка прогиба:
,
|
где |
|
– модуль
упругости стали, принимаемый равным
– предельно допустимый прогиб, принимаемый по табл. 19 СНиП 2.01.07-85*, равным
|
.
;
.
,
.
Вывод. Величина прогиба не превышает предельно допустимую.
3. Расчет главной балки
3.1. Расчетная схема главной балки
Рис. 4. Расчетная схема главной балки
3.2. Расчет главной балки
1. Определение нормативной погонной нагрузки:
,
.
2. Определение расчетной погонной нагрузки:
,
.
3. Определение внутренних усилий:
Рис. 5. Расчетная схема для определения внутренних усилий в балке
Расчетная поперечная сила:
,
где
– коэффициент, учитывающий собственный
вес балки, принимаемый равным
.
.
Расчетный изгибающий момент:
,
.
Нормативный изгибающий момент:
,
.
3.3. Предварительный подбор сечения
1. Определение требуемого момента сопротивления сечения:
,
|
где |
|
– коэффициент
условий работы, принимаемый
по
табл. 6 СНиП II-23-81*,
равным
|
.
.
2. Определение оптимальный высоты сечения:
,
|
где |
|
– конструктивный
коэффициент, принимаемый для сварных
балок равным
– толщина стенки, принимаемая равной:
|
;
.
Принимаем
.
.
3. Определение минимальной высоты сечения:
,
|
где |
|
– предельно допустимый прогиб, принимаемый по табл. 19 СНиП 2.01.07-85*, равным
|
.
.
.
Принимаем
высоту сечения
.
4. Проверка толщины стенки на срез:
,
.
Вывод. Стенка устойчива к срезу от поперечной силы.
5. Определение геометрических размеров главной балки:
Рис. 6. Основное сечение главной балки
Толщина полки:
Исходя из конструктивных требований:
,
,
,
принимаем
.
Высота стенки:
,
.
По
ГОСТ 19903-74 принимаем
.
Высота сечения:
,
.
Расстояние между центрами тяжести полок:
,
.
Требуемая ширина полок:
,
.
Исходя из конструктивных требований:
,
,
по
ГОСТ 82-70 принимаем
.
6. Определение фактических геометрических характеристик сечения:
,
,
,
.
7. Проектирование изменения сечения по длине балки:
Рис. 7. Изменение сечения по длине балки
Рис. 8. Уменьшенное сечение главной балки
Принимаем
.
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
Исходя из конструктивных требований:
,
,
по
ГОСТ 82-70 принимаем
.
8. Определение фактических геометрических характеристик сечения:
,
,
,
,
,
,
.