Расчет и проектирование балки настила

Определим ширину грузовой площади на балку настила. Для этого пролеты, примыкающие к балке, разделим пополам. Поскольку шаг балок настила постоянный, то ширина грузовой площади будет равна шагу балок настила a = 1,2 м. На рисунке 11 показана ячейка балочной клетки и грузовая площадь на балку настила.

Рис. 11. Грузовая площадь на балку настила

Определяем погонные нагрузки на балку настила:

  1. Нормативная нагрузка
    qn = 1,01 γn q′n a ,

    где коэффициент 1,01 учитывает собственный вес балки настила; γn — коэффициент надежности по ответственности; q′n — полная нормативная нагрузка на 1 м² поверхности производственной площадки, кПа; a — ширина грузовой площади на балку настила, м:

    qn = 1,01 1 10,628 1,2 = 12,88  кН/м.
  2. Расчетная нагрузка:
    q = 1,01 γn q′ a ,

    где q′ — полная расчетная нагрузка на 1 м² поверхности производственной площадки, кПа:

    q = 1,01 1 12,659 1,2 = 15,34  кН/м.

На рисунке 12 показана расчетная схема балки настила.

Рис. 12. Расчетная схема балки настила

Определим величину наибольшего изгибающего момента и поперечной силы, возникающих в балке:

На рисунке 5 показаны эпюры изгибающих моментов (M) и поперечных сил (Q), возникающих в балке настила.

Рис. 5. Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил в балке настила

При проектировании балки настила необходимо, чтобы балка удовлетворяла требованиям:

Класс стали для балки настила принимаем С245. Для этого класса расчетное сопротивление согласно [2] Ry = 240 МПа. Из условия прочности по нормальным напряжениям определяем минимальный требуемый момент сопротивления:

Wx  min = Mmax Ry γc = 30,68 240000 1,1 = 1,16210–4  м³,

из условия жесткости определим минимальный требуемый момент инерции сечения:

Ix  min = 5384 qnB3 E fl = 5384 12,8843 2,06 108 0,004 = 1,30310–5 м4 ,

Получаем, что для удовлетворения условиям прочности и жесткости необходимо принять двутавр № 20Б1 с Ix = 1943  см4 и Wx = 194,3  см3 [3].

В балках настила ослабления опорных сечений отсутствуют, поэтому проверку прочности по касательным напряжениям не выполняем.