На головну балку діють зосереджене навантаження від балок настилу. Так як кількість зосереджених сил в звичайних випадках 5 і більше то допускається розраховувати головну балку від умовної рівномірно розподіленого навантаження.
Розрахункова схема головних балок представлена на малюнку 3.3.
Малюнок 3.3 - Розрахункова схема головної балки
На балку діє умовна рівномірно розподілене навантаження, що збирається з кроку головних балок L.
Для визначення навантаження діючої на головні балки найкраще виконати збір навантаження в табличній формі.
Таблиця 3.3 - Збір навантаження на головну балку
1. Власна вага статі (визначено в завданні)
2. Власний вага настилу
3. Власна вага балок настилу
4. Власна вага головних балок
5. Тимчасова повна (корисна)
Нормативне значення навантаження від власної ваги настилу qn1 можна визначити за формулою:
де - товщина залізобетонного настилу в метрах, r = 2,5 т / м 3 - щільність важкого бетону.
Нормативне значення навантаження від власної ваги балок настилу визначається за формулою:
де p - лінійна щільність прийнятого перерізу балок настилу (наведено в додатку В) в кг / м;
а - крок балок настилу.
Нормативне значення навантаження від власної ваги головних балок приймається наближено, спочатку можна прийняти 0,3 ... 0,4кПа.
Розрахункове значення навантаження qБ2 зазначеної на розрахунковій схемі визначається за формулою:
де L - крок головних балок.
У зв'язку з тим, що мінімально допустима величина висоти перерізу колони дорівнює 200мм, то з деяким запасом розрахункову довжину головних балок l01 можна прийняти рівною величині l01 = В-200мм. де В відстань між колонами в осях.
Максимальне значення розрахункового згинального моменту визначається за формулою:
За максимальним значенням моменту чинного в головній балці визначається необхідний момент опору головної балки.
де Ry - розрахунковий опір сталі, кН / см 2.
За необхідного моменту опору з сортаменту підбирають найближчий більший номер двутавра. Переважно широкополковий двутаври типу Ш по ГОСТ 26020-83. Допускається застосовувати двутаври типу Б по ГОСТ 26020-83.
Перевірка другого граничного стану прокатних балок (перевірка жорсткості) проводиться шляхом порівняння відносного прогину від нормативного навантаження f / l з допустимим за нормами [7]:
Для балки на двох опорах з умовною рівномірно розподіленим навантаженням можливо застосувати наступну формулу:
При прольоті l = 3м допустимий прогин дорівнює l / 150. при l = 6м. l / 200. при l = 24м, l / 250. для проміжних значень допустимий прогин визначається лінійною інтерполяцією.
Якщо умова жорсткості не виконується, то необхідно збільшити перетин балки і виконати перевірку знову.
Для забезпечення міцності стінки головних балок необхідно виконати перевірку місцевих напружень для стінки в місцях прикладання зосередженого навантаження до верхнього поясу:
де - товщина полиці головної балки;
F-величина зосередженої сили від опорної реакції балок настилу дорівнює,
b - ширина полиці балок настилу.
Малюнок 3.4 - Схеми для визначення довжини розподілу навантаження на балку
У разі не виконання перевірки необхідно збільшити перетин прокатної балки.