Стальная балочная клетка (стр. 5 из 8)
Момент инерции:
Момент сопротивления:
см3.В зависимости от соотношения площадей полки и стенки Af/AW уточняется коэффициент с1, учитывающий развитие пластических деформаций. В соответствии с СНиП II – 23 – 81* п. 5.18. с1=с.
Интерполируя по табл. 66 СНиП II – 23 – 81* находим коэффициент с1=с=1,147.
2.1.3. Проверка прочности главной балки
1. Нормальные напряжения:
МПа < 
.Недонапряжение – 1,98 % < 5 %, следовательно окончательно принимаем следующие размеры главной балки:
Высота стенки главной балки hW=1590 мм, толщина стенки сечения tW=18 мм, ширина полки сечения bf=530 мм, толщина полки сечения tf=22 мм, высота покрытия по главной балке hП=682 мм, длина панели LБН=3700 мм, расход металла m=88,692 кг/м2, толщина настила принятого варианта tН=6 мм.2. Касательные напряжения (проверка стенки на срез).Касательные напряжения проверяются в стенке, в месте крепления опорного ребра без учета работы на срез полок.
МПа < 
МПа.Условие выполняется.
2.1.4. Проверка прогиба главной балки
Условие жесткости балки выполняется.2.1.5. Определение типа сопряжения вспомогательной и главной балок
Суммарная высота элементов перекрытия: настила, балки настила, вспомогательной и главной балок:
мм.Ранее была найдена наибольшая строительная высота перекрытия hC,MAX= 1700 мм.
Так как
мм, поэтажное сопряжение невозможно. Принимаем сопряжение вспомогательной и главной балок в пониженном уровне.2.1.6. Проверка общей устойчивости главной балки
В соответствии с п.5.16,а СНиП II – 23 – 81* при наличии стального настила, непрерывно опирающегося на сжатый пояс балки и надежно с ним связанного электросваркой, проверять общую устойчивость балки не требуется.
2.1.7. Изменение сечения балки
С целью экономии металла уменьшаем сечение приопорного участка балки за счет уменьшения ширины поясов на участке балки от опоры до сечения, расположенного на расстоянии, равном 1/6 пролета балки: 18,5:6=3,08 м.
Ширина пояса балки
должна соответствовать ширине листа универсальной стали по сортаменту и быть не менее: 
мм; 
; 
,где bf – ширина полки балки в пролете, h – высота главной балки.
мм, 
мм.По сортаменту принимаем
мм.Геометрические характеристики сечения балки на приопорных участках:
- площадь сечения:
см2;- момент инерции:
- момент сопротивления:
см3;- статический момент полки относительно оси x-x:
см3;- статический момент полусечения относительно оси x-x:
см3.Расчетные усилия в месте изменения сечения.
Изгибающий момент:
Перерезывающая сила: 
кН.Проверка напряжений:
а) в месте изменения сечения:
- максимальные нормальные напряжения:
МПа < 
- нормальные напряжения в стенке под полкой:
МПа;- касательные напряжения в стенке под полкой:
МПа< 
;- приведенные напряжения в стенке под полкой:
б) Напряжения у опоры:- касательные напряжения на уровне нейтральной оси:
2.1.8. Расчет поясных сварных швов
Полки составных сварных балок соединяют со стенкой на заводах автоматической сваркой. Сдвигающая сила на единицу длины балки:
Для стали С245 по таблице 55 СНиП II – 23 – 81* принимаем сварочную проволоку марки Св – 08А для выполнения сварки под флюсом.
Определяется требуемая высота катета kf поясного шва ”в лодочку”.
1. Расчет по металлу шва.
Коэффициент глубины провара шва
[Табл. 34 СНиП II – 23 – 81*].Коэффициент условия работы шва
[П.11.2 СНиП II – 23 – 81*].Расчетное сопротивление металла шва Rwf=180 МПа [Табл. 56 СНиП II – 23 – 81*].
2. Расчет по металлу границы сплавления.
Коэффициент глубины провара шва
[Табл.34 СНиП II – 23 – 81*].Коэффициент условия работы шва
[П.11.2. СНиП II – 23 – 81*]Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления:
[Табл.3,51 СНиП II – 23 – 81*]; 
.Сравнивая полученные величины, находим, что
МПа.Высота катета поясного шва должна быть не менее
При толщине более толстого из свариваемых элементов (tf=22 мм) по табл. 38 СНиП II – 23 – 81* принимаем kf= 7 мм.
2.1.9. Проверка устойчивости сжатой полки балки
Устойчивость полки будет обеспечена, если отношение свеса полки bef к ее толщине tf не превышает предельного значения [Стр.34, табл. 30 СНиП II – 23 – 81*]:
, где расчетная ширина свеса полки bef равна: 
мм; 
Так как
устойчивость поясного листа обеспечена.2.1.10. Проверка устойчивости стенки балки
Для обеспечения устойчивости стенки вдоль пролета балки к стенке привариваются поперечные двусторонние ребра жесткости.
Расстояние между поперечными ребрами при условной гибкости стенки
не должно превышать 2hW. Условная гибкость стенки определяется по формуле 
. Ширина ребра bh должна быть не менее 
а толщина ребра - 
.В расчете проверяется устойчивость участков стенки – пластинок, упруго защемленных в поясах и ограниченных поперечными ребрами. Потеря их устойчивости может произойти от совместного действия нормальных и касательных напряжений. Устойчивость стенки балки проверять не требуется, если при выполнении формулы (33) СНиП II – 23 – 81* условная гибкость
при отсутствии местного напряжения.Вычисляем условную гибкость
- местная устойчивость стенки обеспечена. Конструктивно вдоль пролета балки к стенке привариваются поперечные двусторонние ребра жесткости под вспомогательными балками с шагом 3,7 м.Ширина ребра должна быть не менее: