3. Расчет настила и выбор шага второстепенных балок

Рисунок 1 - Расчетная схема настила.

Принимаем нормальный тип балочной клетки.

Стальной настил рассчитываем по балочной схеме с учетом растягивающих усилий. Временная нормативная нагрузка

v_n = _n v₀ = 0,950,0028 = 0,00266 кН/см² ,

Возможное отношение пролета настила к его толщине определяется по формуле:

,

где и - пролет и толщина настила;

- отношение пролета настила к величине его предельно-допустимого прогиба, задаемся

- цилиндрический модуль упругости материала без учета поперечных деформаций;

, кН/см²,

где - коэффициент Пуассона, ;

кН/см²;

.

Согласно таблице ([3], стр. 15), при временной нормативной нагрузке 28 кН/м², принимаем толщину настила см. Тогда предельный по условиям жесткости пролет настила см. Если принять предварительно ширину поясов второстепенных балок , то предельный шаг балок.

, см.

см.

Принимаем шаг балок настила из условия кратности пролету главной балки и возможности выполнения монтажного стыка главной балки в середине пролета. Принимаем число шагов 15.

Расчетный шаг балок настила:

.

Рисунок 2 – Схема балочной клетки.

4. Расчет второстепенных балок

4.1 Нагрузки и статический расчет балок

Нагрузка, отнесенная к 1 м² площади настила, приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1

№№ п/п	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2		Расчетная нагрузка, кН/м2
1	Постоянные нагрузки
а)	Стальной лист настила	0,942	1,05	0,989
б)	Собственный вес балки I36 (предварительно считаем hb≈1/20*7000=350) при шаге afb=1м 0,486/1,0=0,486 кН/м2	0,486	1,05	0,510
Итого:		1,428		1,499
2	Временная нагрузка	28	1,2	33,6

Нагрузки на погонный метр балки с полосы настила шириной a_fb=1м:

1. Нормативная:

постоянные: кН/м;

временные: кН/м;

2. Расчетная:

постоянные: кН/м;

временные: кН/м.

Балку рассматриваем как однопролетную с шарнирными закреплениями на опорах и нагруженную равномерно распределенной нагрузкой.

Рисунок 3. Расчетная схема.

Определяем расчетное усилие в сечениях балки:

• в середине пролета

;

кНм;

• на опорах

кН,

.

4.2 Назначение и проверка сечения балки

Второстепенные балки проектируем прокатным двутавровым сечением из стали С255. Расчетное сопротивление кН/см² (таблица 51 [1] для фасонного проката при t до 20мм); кН/см² (таблица 1 [1]).

Балку рассчитываем по формуле 39 [1] с учетом развития пластических деформаций в расчетном сечении на 0,5*l_b.Требуемый момент сопротивления сечения при предварительном С₁≈1,1

Определяем предельный прогиб (таблица 19 [2])

см.

По формуле прогибов рассчитываем жесткость

см;

см⁴.

В качестве второстепенной балки может быть принят I40Б1 ГОСТ 8239-72*. Его геометрические характеристики:

; ; ;

; ; ;

; .

Принятое сечение проверяем:

а) на прочность при действии кНм с учетом развития пластических деформаций в расчетном сечении на 0,5*l_b (п.5.18 [1]).

В сечении на 0,5*l_b поперечная сила Q=0 и τ<0,5R_s, поэтому коэффициент в формуле (39) принимаем равным С₁=С по таблице 66 [1].

При ;

По интерполяции ;

Проверка:

.

б) на прочность при действии кН в опорных сечениях (формула 29 [1]):

.

в) на жесткость по формуле:

;

Принятое сечение второстепенной балки удовлетворяет условиям прочности и жесткости (с запасом прочности).