Проект будівництва будинку експлуатаційної служби лінії метро (стр. 3 из 10)

2.3 Підбір перерізу балки настилу двотаврового профілю першого поверху Б4

Підбираємо переріз балки двотаврового профілю для балочної клітки нормального типу з металевим настилом та розміром чарунки 6х6 за даними:

Тимчасове характерне навантаження, розподілене по перекриттю –

Крок балок настилу - а, см =150;

Сталевий настил товщиною - 8 мм;

Сталь для балок - С245;

Граничний відносний прогин - 1/210.

Рис.2.1 Розрахункова схема.

Визначаємо навантаження. Прогонне характеристичне та розрахункове навантаження на балку відповідно дорівнюють:

Де

- коефіцієнти надійності щодо навантаження відповідно для постійного і тимчасового навантажень; - власна вага настилу, де t - товщина настилу, м; - власна вага 1 м балки. Яку попередньо назначають 0,3-0,5 кн/м².

Визначаємо розрахункові зусилля. Максимальний момент:

(2.3)

Підберемо та перевіримо переріз балки. За формулою:

-

розрахунок на міцність елементів, які згинаються в одній з головних площин;

При значенні

знаходимо потрібний момент опору:

(2.5)

За значенням

, з таблиці1 ГОСТ 8239-72* підбираємо переріз балки з прокатного двотавра. Даному моменту відповідає двотавр №27.

Рис.2.2 Схема двотавра №27.

Перевіряємо жорсткість балки. Визначимо прогин від нормативного навантаження:

(2.6)

і зробимо висновок.

Рис.2.3 Схема розташування елементів перекриття на позначці 3.600

Підбір перерізу головної балки Б1

Навантаження на головну балку передаються від балок настилу. Для головної балки ширина грузової площі дорівнює кроку головних балок.

Навантаження на головну балку в балочній клітці нормального типу можна враховувати як рівномірно розподілену, в зв’язку з малим кроком балок настилу.

Нормативне і розрахункове навантаження на головну балку:

Де

- крок головних балок, м;

- коефіцієнт, що враховує власну вагу головної балки (з досвіду проектування 1-2% навантаження, що припадає на балку).

Розрахунковий згинаючий момент в середині прольоту:

(2.9)

Поперечна сила на опорі:

(2.10)

Рис.2.4 Епюра зусиль в балці

Потрібний момент спротиву січення балки:

(2.11)

Для балок висотою 1-2м значення товщини стінки можна визначити з імперичної формули:

(2.12) Де

Оптимальна висота балки з умови найменшого використання матеріалу:

(2.13)

Де k - коефіцієнт, що залежить від конструктивного оформлення (для зварних балок k=1,15-1,2).

Найменша допустима висота балки визначається з умови жорсткості:

(2.14)

Де

- граничне відношення прогину балок до прольоту, що регламентується нормами в залежності від призначення балок.

Остаточна висота балки назначається з врахуванням наступних вимог:

(2.15)

Приймаємо

Висоту балки раціонально приймати кратну 100мм, якщо для стінки не використовувалась універсальна сталь. При виборі висоти балки можливі відступи від

на , що приводить до зміни маси балки на 3 - 5%.

Для визначення найменшої товщини стінки із умови роботи на зрізання для балок оптимального січення з

, можна скористатися формулою:

(2.16)

Де

(2.17)

З умови забезпечення місцевої стійкості балки без додаткового зміцнення її ребрами жорсткості необхідне виконання умови:

(2.18)

В зварних балках пояс раціонально приймати з листів універсальної сталі. Розміри горизонтальних поясних листів знаходять виходячи із необхідної несучої спроможності балки.

Необхідна площа перерізу пояса балки, виходячи з умови стійкості, може бути визначена по формулі:

(2.19)

Товщина

горизонтального поясного листа приймається з врахуванням наступних умов:

(2.20)

Ширина поясних листів приймається з умови забезпечення загальної стійкості в межах:

(2.21)

Конструктивно:

(2.22)

Остаточно приймаємо:

(2.23)

Уточнюємо коефіцієнт

і виконується перевірка міцності по нормальним навантаженням.

Характеристики прийнятого перерізу:

(2.24)

Де

(2.25)

(2.26)

Найбільше нормальне навантаження в балці:

(2.27)

(2.28)

- умова виконується. (2.29)

Прогин не перевіряємо, так як прийнята висота балки більше мінімальної.

2.4 Розрахунок сталевого настилу

Приймаємо, що настил жорстко з’єднується з балками настилу.

При розрахунковому експлуатаційному навантаженні

і граничному прогині знаходимо відповідне відношення прольоту до його товщини

Приймаємо товщину настилу

, тоді максимальний теоретичний прогин настилу

Це дозволяє призначити крок балок настилу