2.Расчет балки настила

2.1 Расчетная схема

Рис.2. Расчетная схема балки настила Б-1

2.2. Сбор нагрузок

Нагрузка на один погонный метр:

а) нормативная:

где - погонная нагрузка от собственного веса балки (принята ориентировочно);

б) расчётная:

где γ_f – коэффициент надежности по нагрузке по СНиП 2.01.07-85

2.3. Статический расчет

Максимальный расчетный изгибающий момент (в середине пролета):

Максимальный нормативный изгибающий момент:

Максимальная расчетная поперечная сила (на опоре):

2.4. Выбор материала

По таблице В.1 приложения В [1] для балок перекрытий, работающих при статических нагрузках, при отсутствии сварных соединений (группа 3) в условиях климатического района I₅ выбираем сталь С245 (ТУ 14-1-3023-80).

Ориентировочно принимаем, что толщина полки прокатной балки (двутавра)

= 11 ÷ 20 мм

По таблице В.5 приложения В [1] для стали С245 при = 11 - 20 мм расчётное сопротивление по пределу текучести R_y=2450 кг/см²

2.5. Подбор сечения

Требуемый момент сопротивления.

Наиболее рационально применять тонкостенные высокие «нормальные» двутавры с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020-83 с буквой Б в обозначении (балочные). Критерием для выбора служит минимальная площадь поперечного сечения при выполнении условия

Принимаем 45Б2 (нормальный) с параллельными гранями поток по ГОСТ 26020-83 с моментом сопротивления

2.6. Геометрические характеристики сечения

; ; ; ; ; ; вес 1 м = 67,5 кг.

Высота стенки:

Площадь полки:

Площадь стенки:

Рис.3. Поперечное сечение балки настила

2.7. Проверка принятого сечения

а) По прочности (1 группа предельных состояний) – по п. 5.18 СНиП II-23-81*

В пролете: условное нормальное напряжение

На опоре: при этажном сопряжении

Прочность обеспечена.

Общая устойчивость (I группа предельный состояний) обеспечена настилом, п.5.16. СНиП II-23-81*, (при наличие соответствующих конструктивных элементов, связывающих настил с балкой).

По деформативности при нормальных условиях эксплуатации:

Жёсткость обеспечена.

3.Расчет главной балки

3.1 Расчетная схема

Рис.4. Расчетная схема главной балки Б – 2

3.2 Сбор нагрузок:

где коэффициент 1,02 учитывает собственный вес главной балки.

3.3Статический расчет:

3.4 Выбор материала

По таблице В.5 приложения В [1] для сварных балок перекрытий, работающих при статических нагрузках (группа 2), в условиях климатического района I₅ выбираем сталь С245.

Ориентировочно принимаем, что толщина полки

По таблице В.5 приложения В [1] расчетное сопротивление материала пояса по пределу текучести

3.5 Подбор основного сечения

а) Требуемый момент сопротивления сечения

б) задаемся гибкостью стенки

Тогда условная гибкость:

в) Оптимальная высота балки (при которой площадь сечения будет минимальной) из условия обеспечения прочности при упругой работе стали:

Для балки переменного сечения

Минимальная высота балки (при которой балка отвечает требованиям жесткости при полном использовании прочностных свойств материала):

, поэтому компонуем сечение по условию прочности.

Принимаю высоту балки и кратной модулю 0,5м (5 см):

Принятая высота балки должна удовлетворять заданной строительной высоте перекрытия

При этажном сопряжении:

Принимаем сопряжение главных балок и балок настила в этажном сопряжении.

Высота стенки

г) Толщина стенки с учетом принятой гибкости:

По условиям коррозионной стойкости:

По условию прочности в опорном сечении при работе на срез:

, где

Принимаем стенку из прокатной широкополосной универсальной стали (ГОСТ 82-70^*) толщиной

Таким образом, сечение стенки:

д) Требуемая площадь пояса:

Сечение пояса принимаем из стали по ГОСТ 82-70* так, чтобы:

Из условия местной устойчивости свеса полки получим минимальную толщину пояса :

принимаем по сортаменту

принимаем по сортаменту

При выборе и удовлетворяются условия:

1. ;

2. 

3. 

4. 

Окончательные размеры основного сечения:

Стенка

Пояс

е) Геометрические характеристики основного сечения (рис.5.):

Момент инерции стенки:

Момент инерции поясов:

Момент инерции основного сечения:

Момент сопротивления основного сечения: