Реферат: Конструирование балочной клетки

--PAGE_BREAK--4.2.1.Расчет настила
Принимаем сталь С245(т.к II гр.)
<imagedata src=«37781%20.files/image115.png» o:>Рис. 6
Вид нагрузки
<shape id="_x0000_i1096" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image007.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1097" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image009.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1098" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image011.wmz» o:>
Металло-цементный раствор t=30мм
0,75
1,3
0,975
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике
0,1
1,3
0,13
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм
0,48
1,3
0,624
Полезная нагрузка
28
1,05
29,4
Итого:
29,33
31,129
Сбор нагрузок:  Таблица 4
Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).
Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила lн   при lн=62,5 см.
<shape id="_x0000_i1099" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image013.wmz» o:>
где  <shape id="_x0000_i1100" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image015.wmz» o:>;
qн –нормативная нагрузка на настил;
<shape id="_x0000_i1101" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image017.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1102" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image019.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1103" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image116.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1104" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image023.wmz» o:>;
tн=0,73 см. По сортаменту принимаем tн=8 мм.
Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.
Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный <shape id="_x0000_i1105" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image025.wmz» o:> длины шва:
<shape id="_x0000_i1106" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image027.wmz» o:>
где γf- коэффициент надежности по нагрузке (γf=1,05).
<shape id="_x0000_i1107" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image117.wmz» o:>;
1. Расчет по металлу шва
<shape id="_x0000_i1108" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image031.wmz» o:>
-     коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*)
-     коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*)
В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.
Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*).
<shape id="_x0000_i1109" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image119.wmz» o:>
2.Расчет по металлу границы сплавления.
<shape id="_x0000_i1110" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image035.wmz» o:>
-     коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*)
-     коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81*
для стали С245 Run =370 МПа.Rwz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см2.
gwz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81*);
<shape id="_x0000_i1111" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image121.wmz» o:>
Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)
4.2.2.Расчет балок настила
Сбор нагрузки: Таблица 5
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка, <shape id="_x0000_i1112" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image007.wmz» o:>
f
Расчетная нагрузка, <shape id="_x0000_i1113" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image011.wmz» o:>
1
Металло-цементный раствор t=30мм
0,75
1,3
0,975
2
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике
0,1
1,3
0,13
3
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм
0,48
1,3
0,624
4
Стальной настил t=8мм
0,628
1,05
0,6594
5
Полезная нагрузка
28
1,05
29,4
Итого:
29,958
31,7884
<imagedata src=«37781%20.files/image123.png» o:>
Определение удельного веса настила.
<imagedata src=«37781%20.files/image125.wmz» o:>
Рис.7
Погонная нагрузка на балку настила
<shape id="_x0000_i1117" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image043.wmz» o:> 
<shape id="_x0000_i1118" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image045.wmz» o:>31,7884*0,625=19,86775<shape id="_x0000_i1119" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image047.wmz» o:>;
Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:
<shape id="_x0000_i1120" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image127.wmz» o:>
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
<shape id="_x0000_i1121" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image129.wmz» o:>
По сортаменту принимаем двутавр №16 ГОСТ 8239-89 (Iх=873см4, Wх=109см4, Sх=62.3 см3, b=81 мм, t=7,8 мм,  d =5.0 мм, h = 160 мм, mбн =15.9 кг/м).
Проверка нормальных напряжений
<shape id="_x0000_i1122" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image053.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1123" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image131.wmz» o:> ;
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
25.37 < 26,4 — условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=8.1·0,78=6.318м2;
Аw = (h-2t)d = (16-2·0,78)0,5 =7.22 см2
<shape id="_x0000_i1124" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image133.wmz» o:>Þ с = 1,0825=><shape id="_x0000_i1125" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image135.wmz» o:>
25,78 < 26,4 — условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qбн lбн × 0,5= 19.86775×3.5 × 0,5 =34.76856 кН;
Проверка касательных напряжений.
<shape id="_x0000_i1126" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image061.wmz» o:> ;
<shape id="_x0000_i1127" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image137.wmz» o:>;
RS gс =<shape id="_x0000_i1128" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image065.wmz» o:>= 14,94 кН/см2;
3.18<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
  <shape id="_x0000_i1129" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image067.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1130" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image069.wmz» o:> ;
lбн=350 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0029958·62.5=0,1872375 кН/см;
Jx=873 см4
<shape id="_x0000_i1131" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image139.wmz» o:>
0,0058>0,004=>жесткость балки  не обеспечена.
По сортаменту принимаем двутавр №18 ГОСТ 8239-89 (Iх=1290см4, Wх=143см4, Sх=81.4 см3, b=90 мм, t=8,1 мм,  d =5,1 мм, h = 180 мм, mбн =18,4 кг/м).
Проверка нормальных напряжений
<shape id="_x0000_i1132" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image053.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1133" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image141.wmz» o:> ;
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
19,34 < 26,4 — условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=9·0,81=7,29 см2;
Аw = (h-2t)d = (18-2·0.81)0.51 =8,3538 см2
<shape id="_x0000_i1134" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image143.wmz» o:>Þ с = 1,083=><shape id="_x0000_i1135" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image145.wmz» o:>
19,64 < 26,4 — условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qбн lбн × 0,5= 19,86775×3,5 × 0,5 = 34,76856 кН;
Проверка касательных напряжений.
<shape id="_x0000_i1136" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image061.wmz» o:> ;
<shape id="_x0000_i1137" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image147.wmz» o:>;
RS gс =<shape id="_x0000_i1138" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image065.wmz» o:>= 14,94 кН/см2;
2,81<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
  <shape id="_x0000_i1139" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image067.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1140" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image069.wmz» o:> ;
lбн=350см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0029958·62,5=0,1872375 кН/см;
Jx=1290 см4
<shape id="_x0000_i1141" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image149.wmz» o:>
0,00393<0,004=>жесткость балки обеспечена.
4.2.3.Расчет вспомогательных балок
Сбор нагрузок:
Таблица 6
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка, <shape id="_x0000_i1142" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image007.wmz» o:>
f
Расчетная нагрузка, <shape id="_x0000_i1143" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image011.wmz» o:>
1
Металло-цементный раствор t=30мм
0,75
1,3
0,975
2
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике
0,1
1,3
0,13
3
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм
0,48
1,3
0,624
4
Стальной настил t=8мм
0,628
1,05
0,6594
5
Балки настила № 18
0,2944
1,05
0,30912
6
Полезная нагрузка
28
1,05
29,4
Итого:
30,2524
32,09752
Определим удельный вес балок настила.
<shape id="_x0000_i1144" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image151.wmz» o:>
Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. При частом расположении балок настила (4 и более) можно заменить сосредоточенные силы эквивалентной равномерно распределённой нагрузкой.
Погонная нагрузка на балку настила:
<shape id="_x0000_i1145" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image085.wmz» o:> ;
<shape id="_x0000_i1146" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image087.wmz» o:>32,09752*3,5=112,34132<shape id="_x0000_i1147" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image047.wmz» o:>;
<imagedata src=«37781%20.files/image153.png» o:>
Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки вычисляем по формуле:
<shape id="_x0000_i1149" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image155.wmz» o:>
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
<shape id="_x0000_i1150" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image157.wmz» o:>
По сортаменту принимаем двутавр №45  ГОСТ 8239-89 (Iх=27696 см4, Wх=1231см4, Sх=708 см3, b=160 мм, t=14,2 мм,  d =9 мм, h = 450 мм, mбн =66,5 кг/м).
Проверка прочности
<shape id="_x0000_i1151" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image053.wmz» o:>
Рис.8
<shape id="_x0000_i1152" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image159.wmz» o:> ;
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
25,92 < 26,4 — условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=16·1,42=22,72 см2;
Аw = (h-2t)d = (45-2·1,42)0.9= 37,944 см2;
<shape id="_x0000_i1153" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image161.wmz» o:>Þ с = 1,11=><shape id="_x0000_i1154" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image163.wmz» o:>
25,69 < 26,4 — условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qвб lвб × 0,5= 112,34·5 × 0,5 =280,85 кН;
Проверка касательных напряжений.
<shape id="_x0000_i1155" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image061.wmz» o:> ;
<shape id="_x0000_i1156" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image165.wmz» o:>;
RS gс =<shape id="_x0000_i1157" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image065.wmz» o:>= 14,94 кН/см2;
5,056<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
  <shape id="_x0000_i1158" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image103.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1159" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image069.wmz» o:> ;
lвб=500 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,00302524·350=1,058834 кН/см;
Jx=27696 см4
<shape id="_x0000_i1160" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image167.wmz» o:>
0,003<0,004=>жесткость балки обеспечена
При приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле
<shape id="_x0000_i1161" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image107.wmz» o:>,
где Fбн=112,34*0,625=70,2125 кН/м — расчетная сосредоточенная нагрузка;
lef=b+2tef  =16+2·3,02=22,04(см)–  условная длина распределения нагрузи, где b=16-ширина полки балки настила;
tef  =t+r =1,42+1,6=3,02(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки.
<shape id="_x0000_i1162" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image169.wmz» o:>;
Ryγc=24·1,1=26,4;
2,243<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления.
Проверка общей устойчивости балки
<shape id="_x0000_i1163" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image171.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1164" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image173.wmz» o:> — расчет на общую устойчивость не требуется.
4.3.Вариант №3
4.3.1.Расчет настила
Принимаем сталь С245(т.к II гр.)
<imagedata src=«37781%20.files/image175.png» o:>Рис. 9
Вид нагрузки
<shape id="_x0000_i1166" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image007.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1167" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image009.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1168" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image011.wmz» o:>
Металло-цементный раствор t=30мм
0,75
1,3
0,975
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике
0,1
1,3
0,13
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм
0,48
1,3
0,624
Полезная нагрузка
28
1,05
29,4
Итого:
29,33
31,129
Сбор нагрузок: Таблица 7
Листы настила крепятся к верхним полкам балок настила при помощи сварки угловыми швами катетом не менее 4 мм. Для удобства сварки ширина листа должна быть на 15-20 мм меньше шага балок настила (см. раб. чертёж). При нагрузках, не превышающих 50 кН/м², и относительном прогибе меньше предельного, принимаемого для всех настилов равным [f/l]=1/150, прочность шарнирно закреплённого по краям стального настила всегда будет обеспечена, и его надо рассчитывать только на жесткость (прогиб).
Определим наименьшую толщину настила при заданном пролёте балок настила lн   при lн=125 см.
<shape id="_x0000_i1169" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image013.wmz» o:>
где  <shape id="_x0000_i1170" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image015.wmz» o:>;
qн –нормативная нагрузка на настил;
<shape id="_x0000_i1171" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image017.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1172" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image019.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1173" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image116.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1174" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image023.wmz» o:>;
tн=1,45 см. По сортаменту принимаем tн=16 мм.
Настил крепится к балкам настила сплошными сварными швами.
Определим растягивающее усилие Н, действующее на 1 погонный <shape id="_x0000_i1175" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image025.wmz» o:> длины шва:
<shape id="_x0000_i1176" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image027.wmz» o:>
где γf- коэффициент надежности по нагрузке (γf=1,05).
<shape id="_x0000_i1177" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image176.wmz» o:>;
1. Расчет по металлу шва
<shape id="_x0000_i1178" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image031.wmz» o:>
-     коэффициент глубины провара шва bf = 0,9 (табл. 34* СНиП II-23-81*)
-     коэффициент условия работы шва gwf = 1 (по п.11.2 СНиП II-23-81*)
В соответствии с табл. 55 СНиП II-23-81* принимаем электроды типа Э42 для стали С245.
Расчетное сопротивление металла шва R wf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*).
<shape id="_x0000_i1179" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image178.wmz» o:>
2.Расчет по металлу границы сплавления.
<shape id="_x0000_i1180" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image035.wmz» o:>
-     коэффициент глубины провара шва bz = 1,05 (табл.34 СНиП II-23-81*)
-     коэффициент условия работы шва = 0,45Run. По т.51* СНиП II-23-81*
для стали С245 Run =370 МПа.Rwz=0.45·370=166.5 МПа=16,65кН/см2.
gwz=1(по п.11.2 СНиП II-23-81*);
<shape id="_x0000_i1181" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image180.wmz» o:>
Принимаем требуемый катет шва kf=5 мм(в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*)
4.3.2.Расчет балок настила
Сбор нагрузки: Таблица 8
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка, <shape id="_x0000_i1182" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image007.wmz» o:>
f
Расчетная нагрузка, <shape id="_x0000_i1183" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image011.wmz» o:>
1
Металло-цементный раствор t=30мм
0,75
1,3
0,975
2
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике
0,1
1,3
0,13
3
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм
0,48
1,3
0,624
4
Стальной настил t=16мм
1,256
1,05
1,3188
5
Полезная нагрузка
28
1,05
29,4
Итого:
30,586
32,4478
<imagedata src=«37781%20.files/image182.png» o:>
Определение удельного веса настила.
<imagedata src=«37781%20.files/image184.wmz» o:>
Рис.10
Погонная нагрузка на балку настила
<shape id="_x0000_i1187" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image043.wmz» o:> 
<shape id="_x0000_i1188" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image045.wmz» o:>32,4478*1,25=40,55975<shape id="_x0000_i1189" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image047.wmz» o:>;
Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки:
<shape id="_x0000_i1190" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image186.wmz» o:>
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
<shape id="_x0000_i1191" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image188.wmz» o:>
По сортаменту принимаем двутавр №14ГОСТ 8239-89 (Iх=572см4, Wх=81,7см4, Sх=46,8 см3, b=73 мм, t=7,5 мм,  d =4,9 мм, h = 140 мм, mбн =13,7 кг/м).
<shape id="_x0000_i1192" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image053.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1193" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image190.wmz» o:> ;
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
22,57 < 26,4 — условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=7,3·0,75=5,475м2;
Аw = (h-2t)d = (14-2·0,75)0,49=6,125 см2
<shape id="_x0000_i1194" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image192.wmz» o:>Þ с = 1,0806=><shape id="_x0000_i1195" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image194.wmz» o:>
22,97 < 26,4 — условие прочности выполняется
Перерезывающая сила на опоре:
Qmax = qбн lбн × 0,5= 40,55975×2 × 0,5 =40,55975кН;
Проверка касательных напряжений.
<shape id="_x0000_i1196" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image061.wmz» o:> ;
<shape id="_x0000_i1197" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image196.wmz» o:>;
RS gс =<shape id="_x0000_i1198" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image065.wmz» o:>= 14,94 кН/см2;
4,4247<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
<shape id="_x0000_i1199" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image067.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1200" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image069.wmz» o:> ;
lбн=350 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,0030586·125=0,382325 кН/см;
Jx=572 см4
<shape id="_x0000_i1201" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image198.wmz» o:>
0,0034>0,004=>жесткость балки обеспечена.
4.3.3.Расчет вспомогательных балок
Сбор нагрузок:
Таблица 9
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка, <shape id="_x0000_i1202" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image007.wmz» o:>
f
Расчетная нагрузка, <shape id="_x0000_i1203" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image011.wmz» o:>
1
Металло-цементный раствор t=30мм
0,75
1,3
0,975
2
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике
0,1
1,3
0,13
3
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм
0,48
1,3
0,624
4
Стальной настил t=16мм
1,256
1,05
1,3188
5
Балки настила № 14
0,1096
1,05
0,11508
6
Полезная нагрузка
28
1,05
29,4
Итого:
30,6956
32,55788
Определим удельный вес балок настила.
<shape id="_x0000_i1204" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image200.wmz» o:>
Нагрузка с балок настила передаётся на вспомогательные балки в виде сосредоточенных сил. При частом расположении балок настила (4 и более) можно заменить сосредоточенные силы эквивалентной равномерно распределённой нагрузкой.
<shape id="_x0000_i1205" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image202.wmz» o:>
 <shape id="_x0000_i1206" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image204.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1207" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image206.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1208" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image208.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1209" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image210.wmz» o:>
<imagedata src=«37781%20.files/image212.png» o:>
Требуемый момент сопротивления при с1 = 1,1:
<shape id="_x0000_i1211" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image214.wmz» o:>
По сортаменту принимаем двутавр №36 ГОСТ 8239-89 (Iх=13380см4, Wх=732см4, Sх=423 см3, b=145 мм, t=12,3 мм,  d =7,5 мм, h = 360 мм, mбн =48,6 кг/м).
Проверка прочности
<shape id="_x0000_i1212" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image053.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1213" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image216.wmz» o:> ;
Рис.11
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
24,898 < 26,4 — условие прочности выполняется
Уточним коэффициент с1=с по табл. 66 СНиП II-23-81*
Аf=bt=14,5·1,23=17,84 см2;
Аw = (h-2t)d = (36-2·1,23)0.75= 25,115 см2;
<shape id="_x0000_i1214" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image218.wmz» o:>Þ с = 1,0991=><shape id="_x0000_i1215" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image220.wmz» o:>
24,92 < 26,4 — условие прочности выполняется
Проверка касательных напряжений.
<shape id="_x0000_i1216" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image061.wmz» o:> ;
<shape id="_x0000_i1217" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image222.wmz» o:>;
RS gс =<shape id="_x0000_i1218" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image065.wmz» o:>= 14,94 кН/см2;
5,15<14.94=> условие выполняется.
Проверка жесткости.
<shape id="_x0000_i1219" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image103.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1220" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image069.wmz» o:> ;
lвб=500 см;
Е=2,06·104 кН/см2;
qн=0,00306956·200=0,613912 кН/см;
Jx=13380см4
<shape id="_x0000_i1221" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image224.wmz» o:>
0,0036<0,004=>жесткость балки обеспечена
При приложении сосредоточенной нагрузи через полку вспомогательной балки в месте, не укрепленном поперечным ребром, стенка балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле
<shape id="_x0000_i1222" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image107.wmz» o:>,
где Fбн =81,39кН- расчетная сосредоточенная нагрузка;
lef=b+2tef  =14+2·2,63=19,76(см)–  условная длина распределения нагрузи, где b=16-ширина полки балки настила;
tef  =t+r =1,23+1,4=2,63(см)– расстояние от нагруженной грани полки до начала внутреннего закругления стенки.
<shape id="_x0000_i1223" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image226.wmz» o:>;
Ryγc=24·1,1=26,4;
3,35<26,4- условие выполнено=> стенка балки обладает прочностью от местного давления.
Проверка общей устойчивости балки
<shape id="_x0000_i1224" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image228.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1225" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image230.wmz» o:> — расчет на общую устойчивость не требуется.

5. СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ.
Таблица 10
Наименование элементов
1- вариант
2- вариант
3- вариант
Расход стали,
кг/<shape id="_x0000_i1226" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image232.wmz» o:>
Количество балок,
шт
Расход стали,
кг/<shape id="_x0000_i1227" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image234.wmz» o:>
Количество балок,
шт
Расход стали, кг/<shape id="_x0000_i1228" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image234.wmz» o:>
Количество балок,
шт
Стальной настил
94,2
35
62,8
40
125,6
28
Балки настила
13,7
28
29,44
35
10,96
21
Вспомогательные балки
24,3
8
19
4
24,3
8
ИТОГО:
132,2
71
111,24
79
160,86
57
    продолжение
--PAGE_BREAK--Вывод: по расходу стали и количеству монтажных элементов наиболее экономичен вариант №2.

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВНОЙ БАЛКИ
Сбор нагрузки на главную балку Таблица 11
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка, кН/м2
f
Расчетная нагрузка, кН/м2
1
Металло-цементный раствор t=30мм
0,75
1,3
0,975
2
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике
0,1
1,3
0,13
3
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм
0,48
1,3
0,624
4
Стальной настил t=8мм
0,628
1,05
0,6594
5
Балки настила № 18
0,2944
1,05
0,30912
6
Вспомогательная балка №45
0,19
1,05
0,1995
7
Полезная нагрузка
28
1,05
29,4
8
Итого:
30,4424
32,29702
6.1.Компоновка и подбор сечения балки
Сечение составной сварной балки состоит из трех листов: вертикального — стенки и двух горизонтальных — полок.
Максимальный расчетный изгибающий момент и максимальная перерезывающая сила определяем с учётом собственного веса главной балки, умножением расчетным значений  на коэффициент  a=1,02.
<imagedata src=«37781%20.files/image235.png» o:>Рис. 12
<imagedata src=«37781%20.files/image237.png» o:>
<shape id="_x0000_i1231" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image238.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1232" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image240.wmz» o:>;
Мрасч=3956,4 кНм;
Мmax=1,02·3956,4=4074,68 кНм;
Qрасч=2*565,2=1130,4 кН;
Qmax=1,02·1130,4=1164,3 кН;
Найдём требуемый момент сопротивления по формуле:
<shape id="_x0000_i1233" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image242.wmz» o:>;
где gс =1,1 
<shape id="_x0000_i1234" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image244.wmz» o:>                                   Рис. 13
Определим минимально допустимую высоту балки
<shape id="_x0000_i1235" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image246.wmz» o:>
Определим оптимальную высоту балки, соответствующую наименьшему расходу стали:
<shape id="_x0000_i1236" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image248.wmz» o:> ;
k=1,2;
<shape id="_x0000_i1237" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image250.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1238" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image252.wmz» o:> — вычисляется по эмпирической формуле: <shape id="_x0000_i1239" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image254.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1240" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image256.wmz» o:>
Принимаем tw=12мм
<shape id="_x0000_i1241" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image258.wmz» o:>
Принимаем высоту главной балки <shape id="_x0000_i1242" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image260.wmz» o:>.
Из условия среза определяем минимальную толщину стенки (без учёта работы поясов)<shape id="_x0000_i1243" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image262.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1244" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image264.wmz» o:>
Принимаем толщину стенки 10 мм.
Чтобы обеспечить местную устойчивость стенки без укрепления продольными рёбрами жёсткости необходимо чтобы <shape id="_x0000_i1245" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image266.wmz» o:>, т.е. должно выполняться условие:
<imagedata src=«37781%20.files/image268.png» o:>
<shape id="_x0000_i1247" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image270.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1248" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image272.wmz» o:>;
1>0,78=>не требуется укрепление стенки дополнительными ребрами.
Подбор сечения поясов
<shape id="_x0000_i1249" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image274.wmz» o:>
Требуемый момент инерции сечения
<shape id="_x0000_i1250" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image276.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1251" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image278.wmz» o:>
Момент инерции стенки:
<shape id="_x0000_i1252" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image280.wmz» o:>                                                     Рис. 14
Требуемый момент инерции полок:
Jf тр = Jтр — JW  ;        
Jf тр =1003236-166698=836538 см4;
Требуемая площадь сечения полки:
<imagedata src=«37781%20.files/image282.wmz» o:>
Пусть <shape id="_x0000_i1255" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image284.wmz» o:>=53 см
tf=Af/ bf=102,12/53≈20 мм.
Уточним площадь сечения полки:
Af= bf tf=53·2=106 см2.
Для обеспечения устойчивости сжатого пояса балки необходимо выполнение условия:
<shape id="_x0000_i1256" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image286.wmz» o:>
bef=(bf-tw)/2=(530-10)/2=260;
<shape id="_x0000_i1257" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image288.wmz» o:>
13<14,65 => устойчивость сжатого пояса обеспечена.

6.2.Проверка прочности
Момент инерции:
<shape id="_x0000_i1258" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image290.wmz» o:>
Момент сопротивления:
<shape id="_x0000_i1259" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image292.wmz» o:>
Статический момент:
<shape id="_x0000_i1260" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image294.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1261" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image296.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1262" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image298.wmz» o:> ;
Rg gс = 1,1 × 24 = 26.4 кН/см2
25,29 < 26,4 — условие прочности выполняется.
Выбираем листовой прокат для поясов 530х20х14000, для стенки 1300х10х14000.
<imagedata src=«37781%20.files/image300.png» o:>
Т.к. пролет 14 м, то экономически целесообразно уменьшить сечение балки. Уменьшение сечения будем делать на расстоянии 1/6 пролета балки от опоры, т.е. х=2,33 м.
Рис. 15
<shape id="_x0000_i1264" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image302.wmz» o:> 
С учетом собственного веса главной балки М/=1,02·2306=2352,12 кНм.
Определим требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения, исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение.
<shape id="_x0000_i1265" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image304.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1266" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image306.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1267" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image308.wmz» o:>
Принимаем пояс шириной 400 мм.
Уточним площадь сечения полки:
Af1= bf1 tf=40·2=80 см2.
<imagedata src=«37781%20.files/image310.png» o:>
Рис. 16
Геометрические характеристики сечения балки
Момент инерции
<shape id="_x0000_i1269" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image311.wmz» o:>
Момент сопротивления
<shape id="_x0000_i1270" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image313.wmz» o:>
Статический момент
<shape id="_x0000_i1271" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image315.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1272" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image317.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1273" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image319.wmz» o:>
18,6<22,44 кН/см2 -условие прочности выполняется.
Максимальное касательное напряжения в балке
<shape id="_x0000_i1274" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image321.wmz» o:>
RS gс = 0,58×24·1,1=15,3 кН/см2
10,06<15,3- проверка выполняется.
6.3. Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов главной балки
Проверим устойчивость стенки и определим необходимость постановки ребер жесткости. Условная гибкость стенки определяется по формуле
<shape id="_x0000_i1275" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image323.wmz» o:> 
<shape id="_x0000_i1276" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image325.wmz» o:>.
4,3>3,2 => необходимо укрепление стенки ребрами жесткости.
<polyline id="_x0000_s1032" points=«58.1pt,1.15pt,64.85pt,1.15pt» coordsize=«135,1» o:allowincell=«f» filled=«f»>Выполняем постановку рёбер жёсткости в местах передачи нагрузки от вспомогательной балки на главную.
<imagedata src=«37781%20.files/image328.png» o:>
Рис. 17
Ширина ребер:
<shape id="_x0000_i1278" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image329.wmz» o:>
Принимаем bh = 90 мм.
Толщина ребра
<shape id="_x0000_i1279" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image331.wmz» o:>
Принимаем tS = 7 мм.
Балка разбита на пять отсеков.
Проверка устойчивости стенки в первом  отсеке.
Проверка выполняется в сечении  расположенном на расстоянии 0,96 от первого ребра жесткости, т.е. на расстоянии х1=1,75-1,26=0,49 м от опоры.
 SHAPE  \* MERGEFORMAT <imagedata src=«37781%20.files/image333.wmz» o: croptop=«28096f» cropbottom=«33764f» cropleft=«20271f» cropright=«18893f»><imagedata src=«37781%20.files/image334.wmz» o: croptop="-1091f" cropbottom="-5298f" cropleft=«11807f» cropright=«10173f»><lock v:ext=«edit» rotation=«t» position=«t»>
Площадь сечения балки в этом отсеке:
А=1·126+2·40·2=286 см2;
Нагрузка от веса балки:
<shape id="_x0000_i1285" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image336.wmz» o:>
М1=qx(l-x)/2=2,245·1,75(14-1,75)/2=24,06;
М1'=1130,4*1,75=1978,2 кН*м
МI=24,06+1978,2=2002,26 кНм;
М2=qx(l-x)/2=2,245·0,49(14-0,49)/2=7,43;
М2'=1130,4*0,49=553,896
МII=7,43+553,896=561,326 кНм;
Мср=(2002,26+561,326)/2=1281,79 кНм;
Нормальные и касательные напряжения
а) нормальные
<shape id="_x0000_i1286" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image338.wmz» o:>;  
<shape id="_x0000_i1287" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image340.wmz» o:>
б) касательные
Qср=1164,31кН;
<shape id="_x0000_i1288" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image342.wmz» o:>
Критические нормальные напряжения
<shape id="_x0000_i1289" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image344.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1290" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image346.wmz» o:>тогда по табл.21 СНиП II-23-81*
<shape id="_x0000_i1291" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image348.wmz» o:>=33,32;
<shape id="_x0000_i1292" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image350.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1293" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image352.wmz» o:>
Критические касательные напряжения
<shape id="_x0000_i1294" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image354.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1295" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image356.wmz» o:>
Проверка устойчивости стенки
<shape id="_x0000_i1296" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image358.wmz» o:>.
<shape id="_x0000_i1297" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image360.wmz» o:>
проверка в первом отсеке выполняется.
Проверка устойчивости стенки балки во втором отсеке
Проверка выполняется в сечении  расположенном на расстоянии 0,96 от второго ребра жесткости, т.е. на расстоянии х2=5,25-1,26=3,99 м от опоры.
Площадь сечения балки в этом отсеке:
А=1*126+2·53*2=33 см2;
Нагрузка от веса балки:
<shape id="_x0000_i1298" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image362.wmz» o:>
<shape id="_x0000_s1036" type="#_x0000_t75" o:regroupid=«1»><imagedata src=«37781%20.files/image364.wmz» o: croptop=«2064f» cropbottom=«5160f» cropleft=«10220f» cropright=«16439f»>М1=qx(l-x)/2=2,65*5,25(14-5,25)/2=60,87;            
М1'=1130,4*5,25-565,2*3,5=3956,4
МI=60,87+3956,4=4017,27 кНм;
М2=qx(l-x)/2=2,65·3,99(14-3,99)/2=52,92;
М2'=4510,296-1266=3244,3
   МII=52,92+3244,3=3297,2 кНм;
Мср=(4017,27+3297,2)/2=3657,2 кНм;
Нормальные и касательные напряжения
<shape id="_x0000_s1037" type="#_x0000_t75" o:regroupid=«1»><imagedata src=«37781%20.files/image366.wmz» o: croptop=«31735f» cropbottom=«25688f» cropleft=«17038f» cropright=«20379f»>а) нормальные
<shape id="_x0000_i1303" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image338.wmz» o:>;  
<shape id="_x0000_i1304" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image368.wmz» o:>                                            Рис.19
б) касательные
Qср=582,16кН;
<shape id="_x0000_i1305" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image370.wmz» o:>
Критические нормальные напряжения
<shape id="_x0000_i1306" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image344.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1307" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image372.wmz» o:>тогда по табл.21 СНиП II-23-81*
<shape id="_x0000_i1308" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image348.wmz» o:>=33,75;
<shape id="_x0000_i1309" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image374.wmz» o:>
Критические касательные напряжения
<shape id="_x0000_i1310" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image376.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1311" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image378.wmz» o:>
Проверка устойчивости стенки
<shape id="_x0000_i1312" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image358.wmz» o:>.
<shape id="_x0000_i1313" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image380.wmz» o:>
проверка во втором отсеке выполняется.
Проверка устойчивости стенки балки в третьем отсеке
Проверка выполняется в сечении  расположенном на расстоянии 0,96 от третьего ребра жесткости, т.е. на расстоянии х2=8,75-1,26=7,49 м от опоры.
<imagedata src=«37781%20.files/image382.wmz» o: croptop=«31749f» cropbottom=«25702f» cropleft=«17044f» cropright=«20372f»><imagedata src=«37781%20.files/image383.wmz» o: croptop=«2064f» cropbottom=«5160f» cropleft=«10220f» cropright=«16439f»>Площадь сечения балки в этом отсеке:
А=338 см2;
Нагрузка от веса балки:
q=2.65
М1=qx(l-x)/2=2.65*8.75(14-8.75)/2=60.87;
М1'=3956,4кН*м
МI=60,87+3956,4=4017,27 кНм;
М2=qx(l-x)/2=2,65·7,49(14-7,49)/2=64,6;
М2'=3956,4кН*м
МII=64,6+3956,4=4021 кНм;
Мср=(4017,27+4021)/2=4019 кНм;
Нормальные и касательные напряжения
а) нормальные
<shape id="_x0000_i1318" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image338.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1319" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image385.wmz» o:>
б) касательные
Qср=0;
<shape id="_x0000_i1320" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image387.wmz» o:>
Критические нормальные напряжения
<shape id="_x0000_i1321" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image344.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1322" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image389.wmz» o:>тогда по табл.21 СНиП II-23-81*
<shape id="_x0000_i1323" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image348.wmz» o:>=33,75;
<shape id="_x0000_i1324" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image391.wmz» o:>
Критические касательные напряжения
<shape id="_x0000_i1325" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image393.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1326" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image395.wmz» o:>
Проверка устойчивости стенки
<shape id="_x0000_i1327" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image358.wmz» o:>.
<shape id="_x0000_i1328" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image397.wmz» o:>
проверка в третьем отсеке выполняется.
6.4. Расчет поясных сварных швов.
Полки составных сварных балок соединяют со стенкой на заводе автоматической сваркой. Сдвигающая сила на единицу длины
<shape id="_x0000_i1329" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image399.wmz» o:>
Для стали С245 по табл. 55* СНиП II-23-81* принимаем  электроды Э-42.
Определим требуемую высоту катета Кf поясного шва «в лодочку».
1. Расчет по металлу шва.
Коэффициент глубины провара шва bf =0,9 (СНиП II-23-81*, табл.34)
Коэффициент условия работы g wf = 1 (СНиП II-23-81*, пп. 11.2)
Расчетное сопротивление металла R wf =180 МПа(СНиП II-23-81*, табл.56)
bf g wf R wf = 0,9× 1×18= 16,2 кН/см2
2. Расчет по металлу границы сплавления.
Коэффициент глубины провара шва bz =1,05 (СНиП II-23-81*, табл.34)
Коэффициент условия работы g wz = 1 (СНиП II-23-81*, пп. 11.2)
Расчетное сопротивление металла R wz =0,45 R un = 0,45 ×370 = 166,5 МПа
bz g wz R wz = 1,05 1×16,65 = 17,48 кН/см2
Сравнивания полученные величины, находим
(b g w R w)min = 16,2 кН/см2
Высота катета поясного шва должна быть не менее
<shape id="_x0000_i1330" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image401.wmz» o:>=> <shape id="_x0000_i1331" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image403.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1332" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image405.wmz» o:>
kf ≥ 3 мм
По толщине наиболее толстого из свариваемых элементов (tf = 20мм) по табл. 38 СНиП II-23-81*, принимаем kf =  6 мм.
6.5.Конструирование и расчет опорной части балки
Принимаем сопряжение балки с колонной  примыканием сбоку. Конец балки укрепляем опорными ребрами. Опорное ребро жесткости крепится сварными швами к стенке балки. Нижний торец опорного ребра балки остроган для непосредственной передачи давления на колонну.
Определим площадь сечения ребра на смятие торцевой поверхности:
<shape id="_x0000_i1333" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image407.wmz» o:>;
 SHAPE  \* MERGEFORMAT <imagedata src=«37781%20.files/image409.wmz» o: croptop=«4354f» cropbottom=«15784f» cropleft=«14254f» cropright=«12909f»><imagedata src=«37781%20.files/image410.wmz» o: croptop=«25841f» cropbottom=«31936f» cropleft=«17649f» cropright=«20641f»><lock v:ext=«edit» rotation=«t» position=«t»>Rр=327 МПа=32,7 кН/см2;
<shape id="_x0000_i1339" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image412.wmz» o:>
Принимаем ширину ребра bр=36 см => tр=34,57/36=0,96 см.
Принимаем tp=10мм.
Уточним площадь сечения ребра:
Ар=1·36=36 см2.
Выступающую часть ребра принимаем a=15 мм.
Проверка ребра на устойчивость.
Ширина участка стенки, включенной в работу опорной стойки:
<shape id="_x0000_i1340" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image414.wmz» o:>                       Рис. 21
Aw=Aр+twbw=36+1·19=55 см2;
<shape id="_x0000_i1341" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image416.wmz» o:>
Радиус инерции сечения ребра <shape id="_x0000_i1342" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image418.wmz» o:>;
Гибкость ребра <shape id="_x0000_i1343" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image420.wmz» o:>=>
=0,9745(СНиП II-23-81*, табл.72)
Проверка опорного ребра на устойчивость: <shape id="_x0000_i1344" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image422.wmz» o:>
19,6<24 кН/см2.
Рассчитаем прикрепление опорного ребра к стенке балки сваркой электродами Э-42 (табл. 55* СНиП II-23-81*). По табл. 56* СНиП II-23-81*  принимаем Rwf=180 МПа=18 кН/см2, Rwz=0,45Run=0,45·360=162МПа=16,2 кН/см2, βf=0,9,
βz=1,05.
βf Rwf=0,9·18=16,2 кН/см2;
βz Rwz=1,05·16,2=17,01 кН/см2;
Т.к. толщина более толстого элемента 20мм, то кmin=6мм (табл. 38 СНиП II-23-81*).
Проверяем длину рабочей части шва:
<shape id="_x0000_i1345" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image424.wmz» o:>
53,55<126 см.
Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.
6.6. Конструирование и расчет сопряжения вспомогательной балки с главной
Сопряжение вспомогательной балки с главной производится через рёбра жёсткости.
Опорная реакция вспомогательной балки равна:
<shape id="_x0000_i1346" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image426.wmz» o:>
Принимаем болты нормальной точности, класс по прочности – 6,6, диаметром 20 мм. Расчетное сопротивление срезу болтов для принятого класса прочности Rbs = 230 Мпа.
Расчетные усилия, которые может выдержать один болт работающий на срез:
Nb = Rbs×gb×A×ns,
где Rbs = 230 МПа,
gb = 1 – коэффициент условия работы,
ns = 1 – число срезов болта.
А = pd2/4 = 3,14×2,02/4 = 3,14см2 – расчетная площадь сечения болта
Nb = 23 × 1 × 3,14 × = 72.22 кН.
Требуемое количество болтов в соединении
<shape id="_x0000_i1347" type="#_x0000_t75" o:ole="" fillcolor=«window»><imagedata src=«37781%20.files/image428.wmz» o:>
Принимаем 5 болтов
Размещаем болты в соответствии с табл. 39 СНиП II-23-81*.
6.7.Конструирование монтажного стыка главной балки
Для избежания сварки при монтаже, монтажные стыки сварных балок иногда выполняют на высокопрочных болтах. В таких стыках каждый пояс балки желательно перекрывать тремя накладками с двух сторон, а стенку — двумя вертикальными накладками, площадь сечения которых должна быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента.
Болты в стыке ставят на минимальных расстояниях друг от друга: (2,5-3)d болта (при d=24мм удобно иметь шаг 80мм), чтобы уменьшить размеры и массу стыковых накладок.
Расчет каждого элемента балки ведут раздельно, а изгибающий момент распределяют между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.
Стык делаем в середине пролета балки, где <shape id="_x0000_i1348" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image430.wmz» o:>
Стык осуществляется высокопрочными болтами <shape id="_x0000_i1349" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image432.wmz» o:> из стали 40х «селект», имеющей <shape id="_x0000_i1350" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image434.wmz» o:>; обработка поверхности газопламенная.
<shape id="_x0000_i1351" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image436.wmz» o:> - площадь сечения болта по не нарезной части;
<shape id="_x0000_i1352" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image438.wmz» o:> — площадь сечения болта нетто (по нарезке).
Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения рассчитывается по формуле:
<shape id="_x0000_i1353" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image440.wmz» o:>;
где <shape id="_x0000_i1354" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image442.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1355" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image444.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1356" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image446.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1357" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image448.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1358" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image450.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1359" type="#_x0000_t75" o:ole="" o:bullet=«t»><imagedata src=«37781%20.files/image452.wmz» o:>  (принимая способ регулирования болта по углу закручивания – две плоскости трения);
<shape id="_x0000_i1360" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image454.wmz» o:>.
Стык поясов:
Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями <shape id="_x0000_i1361" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image456.wmz» o:> и <shape id="_x0000_i1362" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image458.wmz» o:>, общей площадью сечения:
<shape id="_x0000_i1363" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image460.wmz» o:>;
Определим усилие в поясе:
<shape id="_x0000_i1364" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image462.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1365" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image464.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1366" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image466.wmz» o:>.
Количество болтов для прикрепления накладок рассчитывается по формуле:
<shape id="_x0000_i1367" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image468.wmz» o:>.
Стык стенки:
Стенку перекрывают двумя вертикальными накладками сечением <shape id="_x0000_i1368" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image470.wmz» o:>.
Момент, действующий на стенку:
<shape id="_x0000_i1369" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image472.wmz» o:>.
Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:
<shape id="_x0000_i1370" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image474.wmz» o:>.
Отсюда, коэффициент стыка:
<shape id="_x0000_i1371" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image476.wmz» o:>;
<shape id="_x0000_i1372" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image478.wmz» o:>количество рядов болтов к=12. Принимаем 12 рядов с шагом 100мм.
     Проверяем стык стенки:
<shape id="_x0000_i1373" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image480.wmz» o:>
Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты <shape id="_x0000_i1374" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image482.wmz» o:>(на 2мм >диаметра болта).
Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка:
<shape id="_x0000_i1375" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image484.wmz» o:>
Ослабление пояса можно не учитывать.
Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями: <shape id="_x0000_i1376" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image486.wmz» o:>

7.Конструирование и расчет колонны 7.1.Общие сведения
Расчет колонны начинается с определения нагрузки. Продольная сила определяется по формуле
N=gLB,
где g – полная расчетная нагрузка на 1м2 перекрытия;
L и B – шаги по сетке колонн.
Выбирается расчетная схема колонны, которая устанавливается исходя из предполагаемой конструкции базы и оголовка.
В соответствии с принятой расчётной схемой определяется расчётная длина колонны
<shape id="_x0000_i1377" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image488.wmz» o:>
Центрально-сжатые колонны и стойки рассчитываются на прочность и устойчивость.
Прочность проверяют по формуле
<shape id="_x0000_i1378" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image490.wmz» o:> 
а устойчивость по формуле
<shape id="_x0000_i1379" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image492.wmz» o:>.
7.2.Конструирование и расчет стержня сквозной колонны
Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета на устойчивость относительно материальной оси Х. Задаем гибкость равной 50.
Определяем требуемые площадь сечения ветви и радиус инерции сечения относительно оси Х.
<shape id="_x0000_i1380" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image494.wmz» o:>,          <shape id="_x0000_i1381" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image496.wmz» o:>
По найденным значениям подбираем соответствующий им профиль швеллера по сортаменту.
Проверяется устойчивость колонны относительно свободной оси Y по приведенной гибкости, учитывающий деформативность решетки.
<shape id="_x0000_i1382" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image498.wmz» o:>
где <shape id="_x0000_i1383" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image500.wmz» o:> - гибкость стержня колонны относительно свободной оси (для сплошной колонны),
<shape id="_x0000_i1384" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image502.wmz» o:> - гибкость ветви на участке между планками.
Для совместной работы швеллеры необходимо соединить поперечными планками. Расстояние между планками определяется по формуле:
<shape id="_x0000_i1385" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image504.wmz» o:>,
где <shape id="_x0000_i1386" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image506.wmz» o:> - гибкость ветви,
<shape id="_x0000_i1387" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image508.wmz» o:> - радиус инерции относительно свободной оси 1,
lв – расстояние между планками в свету.
Элементы соединительной решетки (планки) и их прикрепление к ветвям рассчитывают на усилие, возникающие в них от условной поперечной силы:
<shape id="_x0000_i1388" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image510.wmz» o:>
Условная поперечная сила распределяется поровну между элементами решетки, лежащими в двух плоскостях.
Соединительные планки рассчитывают на силу, срезывающую планку:
<shape id="_x0000_i1389" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image512.wmz» o:>
и на момент, изгибающий планку в ее плоскости:
<shape id="_x0000_i1390" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image262.wmz» o:><shape id="_x0000_i1391" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image514.wmz» o:>
Сварные угловые швы, прикрепляющие планки к ветвям колонны, рассчитывают на совместное действие усилий в планке:
<shape id="_x0000_i1392" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image516.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1393" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image518.wmz» o:>,
где <shape id="_x0000_i1394" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image520.wmz» o:> - напряжение в шве от изгибающего момента,
<shape id="_x0000_i1395" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image522.wmz» o:> - напряжение в шве от поперечной силы.
<shape id="_x0000_i1396" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image524.wmz» o:>                     <shape id="_x0000_i1397" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image526.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1398" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image528.wmz» o:> - катет шва,
<shape id="_x0000_i1399" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image530.wmz» o:> - расчетная длина шва.
Выбираю сталь С235 Ry=230МПа.
Сбор нагрузок:  Таблица 12
Вид  нагрузки
<shape id="_x0000_i1400" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image532.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1401" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image009.wmz» o:>
<shape id="_x0000_i1402" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«37781%20.files/image011.wmz» o:>
Металло-цементный раствор t=30мм
0,75
1,3
0,975
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике
0,1
1,3
0,13
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм
0,48
1,3
0,624
Стальной настил t=8мм
0,628
1,05
0,6594
Балки настила № 18
0,2944
1,05
0,30912
Вспомогательная балка №45
0,19
1,05
0,1995
Главная балка
0,53
1,05
0,5565
Полезная нагрузка
28
1,05
29,4
Итого
30,9724
32,85352
    продолжение
--PAGE_BREAK--