Проектирование металлической балочной площадки (стр. 2 из 6)

Окончательно t_n=10мм.

3.Расчёт второстепенной балки

Расчётную схему принимаем в виде однопролётной шарнирноопертой балки пролётом l_s=400см, сосредоточенными силами.

- опорная реакция балки настила

Погонная нормативная нагрузка

Погонная расчётная нагрузка

Статический расчёт:

Подбор сечения балки

Требуемый момент сопротивления сечения балки

-момент инерции

По ГОСТ 8239-89 принимаем I №40 с J_x=19062см⁴, W_x=953см³, b_fbn=15.5см, P_bn=57кг/м.

Проверка прочности, жёсткости и общей устойчивости

Общая устойчивость балки обеспечивается при выполнении условия:

Значение

по табл. П5 определяем

Фактическое значение

Неравенство не выполняется, т.к.

= 6,45 > = 5,87

В соответствии с рекомендациями п.13 перейдём на расчёт балки как упруго работающей. При с₁ = 1.

Требуемый момент сопротивления

Требуемый момент инерции

.

Достаточно прежний номер профиля балки По ГОСТ 8239-89 принимаем I №40 с J_x=19062см⁴, W_x=953см³, b_fbn=15.5см, P_bn=57кг/м.

Тогда

по табл. П.5 определяем

Уточняем предельное значение

при

коэффициент учитывающий развитие пластической деформации в сечении балки; при расчёте балки по упругой стадии работы.

Неравенство

= 6,89 > = 19,4 выполняется, следовательно устойчивость второстепенной балки обеспечена.

Расход стали по варианту.

Сравнение вариантов.

Вариант	Расход стали		Кол.балок
	кг/м2	%
1	107,15	100	14
2	119,7	111	24

Вывод: За оптимальный принимаем первый вариант, имеющий меньший расход стали и более простое конструктивное решение.

4. Расчет и конструирование составной сварной балки

На стальной листовой настил толщиной t_n=9 мм, передаётся равномерно распределённая временная нагрузка q_n=45кН/м² с

.

Настил опирается на прокатные балки из двутавра I №30 ГОСТ 8239-89

Линейная плотность P_bn

кг/м

Ширина полки балки b_fbn=135мм

Опорная реакция Q_bn= 97,2 кН

Шаг балок a_bn=1000мм

Отметка пола площадки H_f= 6000м

Отметка верха габарита помещения H_g=4,000м.

Выбор материала балки.

Согласно задания дан материал сталь С235.

Предположим. Что толщина листового настила и толщина полок вспомогательных (прокатных) балок не будет превышать 20 мм по табл.п2. для толщины проката от 7 до 20мм выписываем нормативные и расчётные сопротивления стали С-235, необходимые для производства расчётов:

R_yn=23,5 кн/cм² , R_un=36 кн/cм² , R_y=23 кн/cм² , R_u=35 кн/cм² , R_yn=13,5 кн/cм²

Выбор расчётной схемы балки

Расчётную схему главной балки принимаем в виде однопролётной шарнирно опёртой балки. Нагрузка на главную балку от балок настила передаётся в виде сосредоточенных сил. Так как количество сосредоточенных сил более 5. действие сил заменяем действием равномерно распределённой нагрузки.

Рис.4 Расчётная схема главной балки

Принимаем для балки настила:

Двутавр I №30 ГОСТ 8239-89 с J_x=7080 см⁴, W_x=472см³, b_f=13,5см, P_bn=36,5кг/м, t_wbn=0,65см

Сбор нагрузки на балку.

Нормативная погонная:

где

коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки, принимаемый при пролёте l_m≤ 12м =1,02

коэффициент сочетания нагрузок, равный 1 при одной временной нагрузке

кг/см³ плотность стали.

Погонная расчётная нагрузка:

- коэффициент надёжности по нагрузке от собственного веса стальных конструкций перекрытия.

Статический расчёт балки

По принятой расчётной схеме изгибающий момент в середине пролёта (рис.3).

Подбор основного сечения балки

Главные балки площадки запроектированы сварными составного сечения, состоящие из стенки и двух поясов (полок). Материал конструкции сталь С235 по ГОСТ 27772-88.

Рассчитываем балку в предположении её упругой работы, принимаем гибкость стенки

Требуемый момент сопротивления.

С₁=1 – при упругой работе балки

коэффициент условия работы

Определяем высоту балки, отвечающую минимуму её массы

,

К- коэффициент, принимаемый =1,1 при переменной сечении балки.

Высота балки, удовлетворяющая условию жёсткости при полном использовании расчётного сопротивления стали:

n₀ = 200 принимается по табл. П3.

Принимаем наиболее простое в конструктивном отношении и менее трудоёмкое при изготовлении и монтаже этажное сопряжение балок, определяем высоту балки из условия заданного габарита перекрытия

,

Где:

нормируемый прогиб балки.

d=h_bn=30см – высота балки настила.

h_s – строительная высота перекрытия.

По условию (2.4), при h_max=164,37>h_opt=122>h_min=41,83

Принимаем h=h_opt=122- высота сечения балки.

По ГОСТ 19903-74*, учитывая, что высота балки немногим отличается от высоты стенки h_w=1250мм.

-из условия среза в опорном сечении

- из условия принятой гибкости стенки

В соответствии с ГОСТ 19903-74^*

принимаем t_w=8мм

Сечение стенки балки h_w*t_w=1250*8мм

Сечение поясов балки

Требуемая площадь сечения пояса:

,где ;

.

Минимально необходимая по условию устойчивости толщина пояса

.

Наибольшая ширина пояса, обеспеченная от потери устойчивости.

.

В соответствии с ГОСТ 82-70* подбираем 3 варианта сечения пояса: