Расчет главных балок

На главную балку действуют сосредоточенная нагрузка от балок настила. Так как количество сосредоточенных сил в обычных случаях 5 и более то допускается рассчитывать главную балку от условной равномерно распределенной нагрузки.

Расчетная схема главных балок представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Расчетная схема главной балки

На балку действует условная равномерно распределенная нагрузка, собираемая с шага главных балок L.

Для определения нагрузки действующей на главные балки лучше всего выполнить сбор нагрузки в табличной форме.

Таблица 3.3 – Сбор нагрузки на главную балку

В кПа

Нормативное значение нагрузки от собственного веса настила q_n1 можно определить по формуле:

,

где - толщина железобетонного настила в метрах, r=2,5т/м³ – плотность тяжелого бетона.

Нормативное значение нагрузки от собственного веса балок настила определяется по формуле:

,

где p – линейная плотность принятого сечения балок настила (приведено в приложении В) в кг/м;

а – шаг балок настила.

Нормативное значение нагрузки от собственного веса главных балок принимается приближенно, первоначально можно принять 0,3…0,4кПа.

Расчетное значение нагрузки q_Б2 указанной на расчетной схеме определяется по формуле:

где L – шаг главных балок.

В связи с тем, что минимально допустимая величина высоты сечения колонны равняется 200мм, то с некоторым запасом расчетную длину главных балок l₀₁ можно принять равной величине l₀₁=В-200мм, где В расстояние между колоннами в осях.

Максимальное значение расчетного изгибающего момента определяется по формуле:

, кН´м; /3.5/

По максимальному значению момента действующего в главной балке определяется требуемый момент сопротивления главной балки.

, см³, /3.6/

где R_y – расчетное сопротивление стали, кН/см².

По требуемому моменту сопротивления из сортамента подбирают ближайший больший номер двутавра. Предпочтительно широкополочного двутавры типа Ш по ГОСТ 26020-83. Допускается применять двутавры типа Б по ГОСТ 26020-83.

Проверка второго предельного состояния прокатных балок (проверка жесткости) проводится путем сравнения относительного прогиба от нормативной нагрузки f/l с допустимым по нормам [7]:

f/l£ [f/l] /3.7/

Для балки на двух опорах с условной равномерно распределенной нагрузкой возможно применить следующую формулу:

/3.8/

При пролете l=3м допустимый прогиб равен l/150, при l=6м , l/200, при l=24м, l/250, для промежуточных значений допустимый прогиб определяется линейной интерполяцией.

Если условие жесткости не выполняется, то необходимо увеличить сечение балки и выполнить проверку снова.

Для обеспечения прочности стенки главных балок необходимо выполнить проверку местных напряжений для стенки в местах приложения сосредоточенной нагрузки к верхнему поясу:

/3.9/

где – толщина полки главной балки;

F –величина сосредоточенной силы от опорной реакции балок настила равняется ,

b – ширина полки балок настила.

Рисунок 3.4 – Схемы для определения длины распределения нагрузки на балку

В случае не выполнения проверки необходимо увеличить сечение прокатной балки.