Площадь пояса
Площадь стенки
Отношение Af /Aw = 20,15 / 32,3 = 0,62.
По табл. 4.1 определяем коэффициент сx = 1,108.
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса вспомогательной балки
Нормативная нагрузка на вспомогательную балку
Расчетная нагрузка
q = 47,52 + qn,вбγfg = 47,52 + 0,57 ∙ 1,05 = 48,12 кН/м.
Расчетный изгибающий момент
Mmax = ql2/8 = 48,12 · 62 / 8 = 216,54 кН∙м.
Поперечная сила
Проверка несущей способности балки. Проверка прочности по нормальным напряжениям в середине балки:
Резерв несущей способности
Несмотря на большое недонапряжение сечение принято, так как при изменении сечения в меньшую сторону, принимая ближайший профиль I36
с Wx = 743 см3, перенапряжение составит 9%.
Проверка прочности по касательным напряжениям вблизи опоры:
В местах приложения локальной нагрузки к верхнему поясу (рис. 7.6), а также в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами жесткости, стенку следует дополнительно проверить на местное напряжение σloc по формуле
где σloc = F/(lef tw) = 57,04 / (12,9 · 0,83) = 5,33 кН/см2 ,
здесь F = 2Q = 2 · 28,52 = 57,04 кН – расчетное значение сосредоточенной силы, равное двум реакциям от балок настила;
lef = b + tf′ = 7,3 + 2 · 2,8 = 12,9 см – условная длина распределения сосредоточенной нагрузки на стенку вспомогательной балки;
b = 73 мм – ширина пояса балки настила;
t'f = tf + R = 13 + 15 = 28 мм – расстояние от наружной грани полки до начала внутреннего закругления стенки.
Рис. 7.6. Схема распределения сосредоточенной нагрузки
на стенку прокатной балки
Общая устойчивость вспомогательных балок обеспечена часто расположенными и приваренными к ним балками настила.
Проверка жесткости. Проверка прогиба производится по формуле
где fu = l/250 = 2,4 см при пролете l = 6 м (см. табл. 4.2).
Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.
Вес вспомогательной балки на 1м2 рабочей площадки:
7.5. Третий вариант балочной клетки
Тип балочной клетки – нормальный (рис. 7.7).
Настил – железобетонный.
Балки настила приняты с шагом а1 = 3 м.
7.5.1. Расчет железобетонного настила
Задавшись расчетным пролетом настила lн = а1 = 3 м (могут быть другие варианты), толщину плиты принимаем tн = 12 см по табл. 4.4 (в зависимости от расчетного пролета плиты lн = 3 м и полезной нормативной нагрузки pn = 12,55 кН/м2).
Рис. 7.7. Третий вариант балочной клетки
Нормативная нагрузка от веса железобетонной плиты (при плотности железобетона ρ = 2500 кг/м3)
7.5.2. Расчет балки настила
Расчетная схема балки настила представлена на рис. 7.8.
Пролет балки настила l = B = 6 м.
Рис. 7.8. Расчетная схема балки настила (3-й вариант)
Нормативная нагрузка
Расчетная нагрузка
где g = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для постоянной нагрузки от железобетонных плит.
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Требуемый момент сопротивления
Wn,min = Mmax/(cxβRyγc) = 24786 / (1,12 · 1 · 24 · 1) = 922,1 см3,
По сортаменту принимаем I40, имеющий следующие характеристики: Wx = 953 см3; Ix = 19062 см4; Sx = 545 см3; А = 72,6 см2; bf = 155 мм; tf = 13 мм; tw = 8,3 мм; массу 1 м пог. 57 кг/м.
Уточнение коэффициента сx, M и Q c учетом собственного веса балки настила.
Площадь пояса
Площадь стенки
Отношение
Af /Aw = 20,15 / 32,3 = 0,62.
По табл. 4.1 определяем коэффициент сx = 1,108.
Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса балки настила длиной 1 м
qn,бн = 57 кг/м = 0,57 кН/м.
Нормативная нагрузка на балку настила
Расчетная нагрузка
Расчетный изгибающий момент
Максимальная поперечная сила
Проверка несущей способности балки. Проверка прочности по нормальным напряжениям в середине балки:
Резерв несущей способности
Проверка прочности по касательным напряжениям у опоры:
Общую устойчивость балок настила проверять не надо, поскольку их сжатые пояса надежно закреплены в горизонтальном направлении приваренным к ним железобетонным настилом.
Проверка жесткости. Проверка прогиба производится по формуле
где при пролете l = 6 м (см. табл. 4.2).
Принятое сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.
Определяем вес балки настила на 1м2 рабочей площадки:
