3. Расчет балок настила и вспомогательных балок

Балки настила и вспомогательные балки проектируются из прокатных двутавров или швеллеров. Расчет балок начинаем с определения нагрузок. Погонная нормативная нагрузка на балку настила определяется по формуле:

Расчетная погонная нагрузка на балку настила определяется по формуле:

где _f1 = 1.2, _f1 = 1.05 – коэффициенты надежности по нагрузкам;

g^н = t_н· = 0.006 ·75.8 =0.4548 – нормативная нагрузка от настила ( - плотность)

Рассчитываем балку настила с пролетом l=6м:

По расчетной нагрузке определяем изгибающий момент:

M = q·l²/8 = 19,68·6²/8 = 88,56 кН·м

Находим требуемый момент сопротивления для балок из сталей с пределом текучести до 530 МПа по формуле:

где, R_y = 0.24·10⁶kH/м²– расчетное сопротивление стали по пределу текучести [2]

_с = 1 – коэффициент условий работы [2]

По сортаменту прокатных сталей находится номер профиля:

Двутавр №27 W = 371см³; I = 5010см⁴; b = 125мм; h =270мм; g_п = 0.315 кН/м

П рочность подобранного сечения балок из стали с пределом текучести до 530 МПа проверяется по формуле:

где W_n – момент сопротивления нетто;

с₁ – коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций [2];

Д елается проверка жесткости балок по формуле:

Рассчитываем балку для второго варианта l = 4м:

По расчетной нагрузке определяем изгибающий момент.

M = 19,68 ·4²/8 = 39,36 кН·м

По сортаменту прокатных сталей находим:

Двутавр №18а W = 159см³; I = 1430см⁴; b = 100мм; h =180мм; g_п = 0.199 кН/м

П рочность подобранного сечения:

П роверка жесткости балок:

Подберем вспомогательную балку l = 6м:

Погонная нормативная нагрузка находится по формуле:

q^н = ( P^н + g^н + g_п /l_н) l₁ = ( 16 + 0.4548 + 0.0199)·4 =65,9 кН/м;

Погонная расчетная нагрузка находится по формуле:

q = ( _f1P^н + _f2(g^н + g_п /l_н) l₁ = ( 1,2·16 + 1,05·(0. 4548 + 0.0199)·4 =79,54кН/м;

M =79,54·6²/8 = 357,93 кН·м

По сортаменту прокатных сталей находим:

Двутавр №50 W = 1589см³; I = 39727см⁴; b = 170мм; h =500 мм; g_п = 0.785 кН/м

П рочность подобранного сечения:

П роверка жесткости балок:

Выполнив расчет двух вариантов балочной клетки, определяем расход материала на 1м² перекрытия, число балок на ячейку и типоразмеров и заносим полученные показатели в таблицу.

Для выбора наиболее экономичного балочной клетки необходимо выполнить анализ показателей. Важнейшим показателем является расход стали.

При одинаковом расходе стали предпочтение следует отдавать варианту с меньшим количеством типоразмеров элементов и монтажных единиц, меньшим расходом железобетона.

Принятый вариант принадлежит дальнейшему расчету и разработке.

Таблица 3.1

№ варианта	Расход стали на 1м2 перекрытия, кг	Количество типоразмеров балок на ячейку
1	78,6	1
2	83,57	2

Согласно таблице 3.1 принимаем нормальную балочную клетку, так как это наиболее экономичный вариант.