Расчет и конструирование конструкций балочной клетки (стр. 2 из 7)

М

= кн*м

Определяем максимальную поперечную силу по формуле 1.4:

кн

Определяем требуемый момент сопротивления балки с учетом упругой работы материала по формуле 1.5:

см

Принимаем прокатную балку в соответствии с ГОСТ 8239–72*

№18

W

=143 см ;

I

=1290 см ;

Линейная плотность 18,4 кг/м;

Если разрезные прокатные балки рассчитываются с учетом пластической работы материала, то требуемый момент сопротивления рассчитываются по формуле 1.6:

W=

см

По полученному моменту сопротивления по сортаменту подбираем ближайший номер двутавровой балки ГОСТ 8239–72*

№18

Производим проверку полученного сечения:

1) по первому предельному состоянию на прочность по формуле 1.7:

кн/см²

18,324 < 24 кн/см²–условие выполняется

2) по второму предельному состоянию по деформациям по формуле 1.8:

0,002 < 0,004 – условие выполняется

1.3.2 Расчет вспомогательной балки третьего варианта

Погонная равномерно-распределенная нагрузка на единицу длины балки определяется по формуле:

q = (q

+q +q )*a, (1.10)

где q

= 22 кн/м ;

q

= лин. пл/L_бн = 0,184/1,1=0,1673 кн/м ;

q

= 0,785 кн/м ;

q= (22+0,785+0,167)*2,8 = 64,266 кн/м

Расчетная нагрузка на единицу длины балки настила определяется по формуле 1.2:

q= (22*1,2+0,785*1,05+0,1673*1,05)*2,8 = 76,717 кН/м

Определяем максимальный расчетный изгибающий момент в балке настила по формуле 1.3:

кн*м

Определяем максимальную поперечную силу по формуле 1.4:

кн

Определяем требуемый момент сопротивления балки с учетом упругой работы материала по формуле 1.5:

см³

Принимаем профиль в соответствии с ГОСТ 8239–72^*

№50

W_x =1589 см³;

J_x=39727 см

;

Линейная плотность 78,5 кг/м;

Если разрезные прокатные балки рассчитываются с учетом пластической работы материала, то требуемый момент сопротивления рассчитываются по формуле 1.6:

см³

По полученному моменту сопротивления по сортаменту подбираем ближайший номер двутавровой балки ГОСТ 8239–72^*

№50

W_x = 1589 см³;

J_x= 39727 см

;

Линейная плотность 78,5 кг/м;

Производим проверку полученного сечения:

1) по первому предельному состоянию на прочность по формуле 1.7:

кн/см²

21,73 < 24 кн/см²–условие выполняется

2) по второму предельному состоянию по деформациям по формуле 1.8:

0,00221 < 0,004 – условие выполняется

1.4 Сравнение вариантов

Таблица 1: Сравнение вариантов

Элемент	I вариант	II вариант	III вариант
Расход стали кг/м	Расход стали кг/м	Расход стали кг/м
Настил	78,5	94.2	78,5
Балка настила	42,2/1	48.6/1	78.5/1
Второст. балка	___	42.2/2.8=15.07	-
Итого	120,7	157.87	157.0

В окончательном расчете принимаем I вариант.

2. Расчет сварной главной балки

Рисунок 9 – Расчетная схема сварной главной балки.

Нормативная нагрузка на единицу длины балки

q

= (q + q )*a, (2.0)

где q

= 22 кн/м ;

q

– постоянная нагрузка, равная весу листов и балок и главных балок. Вес главных балок принимаем ориентировочно 1–2% на нее

q

= 1,207+1%=1,219 кн/м ;

a = 6,0 м.

q

= (22 + 1,219)*6,0 =139,31 кн/м.

Расчетная нагрузка на единицу длины балки определяется по формуле 1.2:

q = (22*1,2 + 1,219*1,05)*6,0 = 166,07 кн/м

Определяем максимальные усилия от расчетных нагрузок

Расчетный изгиб моментов в середине пролета разрезной балки определяется по формуле 1.3:

кн*м

Расчетная поперечная сила на опоре определяется по формуле:

кн

В целях экономии металла проектируют балку переменного по длине сечения, а поэтому развитие пластических деформаций можно допустить только в одном сечении с максимальным изгибающимся моментом по формуле 1.5. Для главной балки С255. R_y=24 кн/см2

см³

Рисунок 10 – Сечение главной балки

Устанавливаем высоту балки h, исходя из трех условий:

1)наименьшего расхода металла;

2)требуемой жесткости балки;

3)ограниченной строительной высоты конструкции перекрытия.

Оптимальная высота, обеспечивающая расход стали:

h

= k* , мм (2.1)

где k – коэффициент зависящий от конструктивного оформления балки, принимаемый равным 1,1;

t

- толщина стенки.

Толщина стенки определяется по формуле:

t

= 7+3h, мм (2.2)

t

= 7+3*1,167=10,5 мм,

принимаем t

=10 мм.

где h – высота балки, равна

см.

h

= 1,1* см

Минимальная высота, обеспечивающая необходимую жесткость балки:

h

= , (2.3)

где

- допустимый относительный прогиб, принимается по табл. 9.

см

Высоту балки hопределяют исходя из заданной строительной высоты перекрытия и сравнивая полученные высоты. Окончательную высоту балки принимают

и в пределах строительной высоты.

Определяем высоту главной балки:

(2.4)

мм

Высота балки должна быть в пределах:

(2.5)

135,375

h 114,002 см