Конструирование балочной клетки (стр. 4 из 8)
Аf=bt=16·1,42=22,72 см2;
Аw = (h-2t)d = (45-2·1,42)0.9= 37,944 см2;
Þ с = 1,11=> 
25,69 < 26,4 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qвб lвб × 0,5= 112,34·5 × 0,5 =280,85 кН ;
Проверка касательных напряжений.
; 
;RS gс =
= 14,94 кН/см2;5,056<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
; 
;lвб=500 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,00302524·350=1,058834 кН/см;
Jx=27696 см4
0,003<0,004=>жесткость балки обеспечена
При приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле
,где Fбн=112,34*0,625=70,2125 кН/м - расчетная сосредоточенная нагрузка;
lef=b+2tef =16+2·3,02=22,04(см)– условная длина распределения нагрузи, где b=16-ширина полки балки настила;
tef =t+r =1,42+1,6=3,02(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки.
;Ryγc=24·1,1=26,4;
2,243<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления.
Проверка общей устойчивости балки
- расчет на общую устойчивость не требуется.4.3.Вариант №3
4.3.1.Расчет настила
Принимаем сталь С245(т.к II гр.)
Рис. 9 | Вид нагрузки |  |  |  |
| Металло-цементный раствор t=30мм | 0,75 | 1,3 | 0,975 |
| Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике | 0,1 | 1,3 | 0,13 |
| Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм | 0,48 | 1,3 | 0,624 |
| Полезная нагрузка | 28 | 1,05 | 29,4 |
| Итого: | 29,33 | 31,129 |
Сбор нагрузок: Таблица 7
Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).
Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила lн при lн=125 см.
где
;qн –нормативная нагрузка на настил;
; 
; 
;tн=1,45 см. По сортаменту принимаем tн=16 мм.
Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.
Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный
длины шва: 
где γf- коэффициент надежности по нагрузке (γf=1,05).
;1. Расчет по металлу шва
- коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*)
- коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*)
В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.
Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*).
2.Расчет по металлу границы сплавления.
- коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*)
- коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81*
для стали С245 Run =370 МПа.Rwz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см2.
gwz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81*);
Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)
4.3.2.Расчет балок настила
Сбор нагрузки: Таблица 8
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка, | f | Расчетная нагрузка, | |
| 1 | Металло-цементный раствор t=30мм | 0,75 | 1,3 | 0,975 |
| 2 | Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике | 0,1 | 1,3 | 0,13 |
| 3 | Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм | 0,48 | 1,3 | 0,624 |
| 4 | Стальной настил t=16мм | 1,256 | 1,05 | 1,3188 |
| 5 | Полезная нагрузка | 28 | 1,05 | 29,4 |
| Итого: | 30,586 | 32,4478 |
Определение удельного веса настила.
Рис.10
Погонная нагрузка на балку настила
32,4478*1,25=40,55975 
;Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
По сортаменту принимаем двутавр №14ГОСТ 8239-89 (Iх=572см4, Wх=81,7см4, Sх=46,8 см3, b=73 мм, t=7,5 мм, d =4,9 мм, h = 140 мм, mбн =13,7 кг/м).
;Rggс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
22,57 < 26,4 - условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=7,3·0,75=5,475м2;
Аw = (h-2t)d = (14-2·0,75)0,49=6,125 см2
Þ с = 1,0806=> 
22,97 < 26,4 - условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qбн lбн × 0,5= 40,55975×2 × 0,5 =40,55975кН ;
Проверка касательных напряжений.
; 
;RS gс =
= 14,94 кН/см2;4,4247<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
; ;lбн=350 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0030586·125=0,382325 кН/см;
Jx=572 см4
0,0034>0,004=>жесткость балки обеспечена.
4.3.3.Расчет вспомогательных балок
Сбор нагрузок:
Таблица 9
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка, | f | Расчетная нагрузка, | |
| 1 | Металло-цементный раствор t=30мм | 0,75 | 1,3 | 0,975 |
| 2 | Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике | 0,1 | 1,3 | 0,13 |
| 3 | Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм | 0,48 | 1,3 | 0,624 |
| 4 | Стальной настил t=16мм | 1,256 | 1,05 | 1,3188 |
| 5 | Балки настила № 14 | 0,1096 | 1,05 | 0,11508 |
| 6 | Полезная нагрузка | 28 | 1,05 | 29,4 |
| Итого: | 30,6956 | 32,55788 |
Определим удельный вес балок настила.
Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. При частом расположении балок настила (4 и более) можно заменить сосредоточенные силы эквивалентной равномерно распределённой нагрузкой.
