1.4 Выбор наиболее экономичного варианта балочной клетки

Элемент	Нормальный тип балочной клетки		Усложненный тип балочной клетки
	Расход кг/м2	Количество шт.	Расход кг/м2	Количество шт.
Настил	94.20	---	94.20	---
Балки настила	47.10	90	21.08	156
Вспомогательные балки	---	---	33.37	36
Итого	141.30	90	148.65	192

Как более экономичный, по расходу стали, к расчету принимаем нормальный тип балочной клетки.

12 1.5 Расчёт крепления настила

1550

Рисунок 7 - Расчетная схема настила

Расчёт крепления настила ведём для нормального типа балочной клетки, как наиболее экономичного по расходу стали.

Определяем растягивающее усилие на 1 см настила:

,

где – цилиндрический модуль деформации, ;

– коэффициент надёжности по нагрузке (т. 1.4 [1]);

– предельный прогиб балки, при по т. 1.5 [1] определяем .

.

Для крепления настила принимаем дуговую сварку (ГОСТ 14771-76*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) сварочной проволокой СВ-08Г2С (ГОСТ 2246-71*) 1.4-2 мм.

Угловой шов рассчитываем по металлу границы сплавления, т.к.

,

где и – коэффициенты глубины проплавления шва, для ручной электродуговой сварки, и (т. 4.2 [1]);

– расчётное сопротивление металла шва (т. 4.4 [1]);

(т. 4.7 [1]), ;

– временное сопротивление свариваемости стали С255 (т. 2.3 [1]);

– коэффициенты условий работы сварного шва.

Определяем катет сварного шва.

Катет сварного шва:

,

где – длина шва, ;

– коэффициент условий работы (т. 2.1 [1]).

.

В соответствии с требованиями т. 4.5 [1] в зависимости от толщины более толстого из свариваемых элементов: для двутавра 50Б1 по ГОСТ 26020-83 при толщине полки принимаем .

2 Расчёт и конструирование главной балки

2.1 Подбор и проверка сечения главной балки

Главную балку принимаем переменного по длине сечения и рассчитываем без учета развития пластических деформаций.

Посчитаем вес настила и балок настила:

; где - погонный вес балки настила; - шаг балки.

;

Собственный вес главной балки:

;

Посчитаем нормативную нагрузку на единицу длины балки:

;

Расчетная нагрузка на главную балку будет равна:

Рассчитаем действующие в сечении момент и поперечную силу:

Рисунок 8 - Расчетная схема главной балки

Рисунок 9 - К определению нагрузки на главную балку

Определим требуемый момент сопротивления:

Определим ориентировочную высоту балки.

Предварительно принимаем

Определяем ориентировочную толщину стенки балки:

Толщина стенки из условия среза:

Толщина стенки из условия устойчивости:

Окончательно принимаем по ( ГОСТ 19904-74).

Определяем оптимальную высоту балки:

где принимаем k=1.1

Определяем минимальную высоту балки:

Окончательно по принимаем

Задаемся толщиной полки:

Требуемый момент инерции сечения равен:

Моменты инерции стенки и полки будут, соответственно, равны:

Площадь полки можно определить по формуле:

;

отсюда можно посчитать ширину полки двутавра:

Окончательно принимаем По т. 10[1].

Проверяем устойчивость полки из условия местной устойчивости:

Условие выполняется

Уточняем нагрузку на балку с учётом собственного веса главной балки.

Посчитаем нормативную нагрузку на единицу длины балки:

;

Расчетная нагрузка на главную балку будет равна:

Рассчитаем действующие в сечении момент и поперечную силу:

Проверяем принятую толщину стенки из условия среза:

; ;

Определим геометрические характеристики сечения:

R_y=230 МПа – расчётное сопротивление стали С255 листового проката при толщине св. 20мм до 40мм по ГОСТ 27772-88.

Проверяем прочность главной балки по нормальным напряжениям:

Проверим качественное состояние балки по напряжению:

что допустимо.

Проверим подобранную балку по жесткости:

Условие жёсткости выполняется.