2. Расчет балок настила

В курсовой работе следует запроектировать вспомогательную балку среднего ряда.

Вспомогательную балку принято рассматривать, как однопролетную, шарнирно опертую (рис. 2.1). Нагрузка на вспомогательную балку определяются заданным характеристическим значением временной нагрузки g_n и весом железобетонных плит Эти нагрузки являются равномерно распределенными.

Расчет заключается в определении сечения балки и ее проверки по требованиям прочности, жесткости и общей устойчивости.

Для определения нагрузки на вспомогательную балку определяем грузовую площадь балки. На рис. 1.1 грузовая площадь 1 вспомогательной балки (одинарная штриховка) имеет ширину а (шаг вспомогательной балки) и длину l (пролет вспомогательной балки).

Нагрузка на погонный метр участка шириной а на вспомогательную балку (двойная штриховка на рис.1.1):

• расчетная эксплуатационная

  gn = (gn + pn) ∙ a = (22 + 3) ∙ 2,2 = 55 кН/м2

• расчетная предельная

g = (gn ∙ ˠfg+ pn ∙ ˠfp) ∙ a = (22 ∙ 1,2 + 3 ∙ 1,1) ∙ 2,2 = 65,34 кН/м2
где,	gn 	нормативная временная нагрузка, кН/м;
		расчетная предельная погонная нагрузка на вспомогательную балку, кН/м;
	pn 	нормативная постоянная нагрузка от собственного веса, кН/м2;
	tn – толщина настила, м
	ˠfg –	коэффициент надежности по временной нагрузке для эксплуатационного значения, определяется по п. 5.2. [1]
	ˠfр –	коэффициент надежности по постоянной нагрузке, определяется по п. 5.2, т.5.1 [1] (для характеристической временной нагрузки – , для железобетонных конструкций – ; для стальных конструкций – );
	а 	шаг вспомогательных балок, м.

Максимальный изгибающий момент:

М_max = = = 423,40 кН∙м;

Максимальная поперечная сила:

Q_max = = = 237 кН;

Рис. 2.1. Расчетная схема,

Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил балки настила

Требуемый момент сопротивления прокатных балок с учетом развития пластических деформаций определяется по формуле:

;
где,		максимальный расчетный изгибающий момент вспомогательной балки (1 кН∙м=102 кН∙см), кН∙см;
	c1 -	коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций в наиболее нагруженном сечении, c1 = 1,1.
		расчетное сопротивление стали, 24 кН/см2.

Из сортамента прокатных двутавров по найденному требуемому моменту сопротивления выбираем ближайший по величине момент сопротивления, больший или равный требуемому W_x ≥ W_тр. Для подобранного двутаврового сечения выписываем геометрические характеристики его сечения: W_x момент сопротивления, I_x момент инерции

Выбираем двутавр 55: W_x=2035см³,I_x=55962 см⁴,

Принятое сечение вспомогательной балки проверяется по первой группе предельных состояний.

кН/см2. кН/см2. кН/см2

При несоблюдении условий принимается двутавр с большим поперечным сечением, а проверка, давшая неудовлетворительный результат, повторяется.

Общую устойчивость вспомогательных балок можно считать обеспеченной, т.к. нагрузка на вспомогательные балки передается через сплошной жесткий стальной настил, опертый на верхний пояс балки и надежно с ним связанный. Местная устойчивость стенки и полки вспомогательной балки, обеспечена при проектировании сортамента прокатных двутавров.

По второй группе предельных состояний проверяем деформативность балки. Проверка деформативности вспомогательной балки заключается в сравнении ее фактического прогиба, с граничным значением:

где,		граничное значение вертикального прогиба для балок, воспринимающих постоянную и временную нагрузки, в курсовой работе принимается в соответствии с эстетико-психологическими требованиями.
	gn -	расчетная эксплуатационная погонная нагрузка на вспомогательную балку, (0,01 кН/м=1 кН/см);
		пролет балки yfcnbkf, см;
		модуль упругости стали, кН /см2;
		момент инерции сечения балки, см4.

см

[

Условие выполняется.

В случае если f ≥ [ f_u], следует принять прокатный профиль с большим моментом инерции I_x, и повторить проверку

Условие выполнено, следовательно, профиль подобран удовлетворительно.