Компоновка сечения главной балки

 

Компоновку составного сечения начинаем с установления высоты балки. Высота балки определяется экономическими соображениями, максимально допустимым прогибом балки и строительной высотой конструкции перекрытия.

Предварительно задаемся высотой балки .

Для балок высотой 1 - 2 м рациональное значение толщины стенки (мм) можно предварительно определить по эмпирической формуле [1]

 

(4.6)

 

Из условия экономичности, характеризующейся наименьшим расходом стали, вычисляют оптимальную высоту балки [2]

 

, (4.7)

 

где - коэффициент, принимаемый для сварных балок постоянного сечения равным [2] 1,2 - 1,15; переменного - 1,0.

Из условия обеспечения жесткости минимальная высота балки должна быть не менее [2]

 

, (4.8)

 

Таблица 4.1 - Коэффициент надежности по нагрузке для веса оборудования

Вес
Стационарного оборудования	1,05
Изоляция стационарного оборудования	1,2
Заполнителей оборудования (в том числе резервуаров и трубопроводов): жидкостей	1,0
суспензий, шламов, сыпучих тел	1,1
Погрузчиков и электрокаров (с грузом)	1,2

 

где f_u - предельный относительный прогиб; для главных балок f_u = 400 [6].

Назначаемая окончательно высота балки h_b должна быть близкой к (обычно на 5 - 10 % меньше полученного по формуле ) и не меньше .

После установления высоты балки определяют минимальную толщину стенки из условия работы ее на срез и сравнивают с ранее назначенной

 

, (4.9)

 

где - при работе на срез без учета поясов и - с учетом работы поясов /4/.

Если будет отличаться более чем на 2 мм от ранее принятой в формуле (4.9), то следует назначить с учетом дальнейшей корректировки значения . Окончательно принимая толщину стенки, необходимо учитывать, что местная устойчивость стенки без дополнительного укрепления ее продольным ребром обеспечивается, если выполняется условие:

 

, (4.10)

 

где - напряжение в сжатом поясе балки;

высота стенки балки.

Размеры горизонтальных поясных листов балки находим исходя из необходимой несущей способности балки. Для этого вычисляем требуемый момент инерции сечения балки по формуле [2]:

 

, (4.11)

 

где h_b - принятая высота главной балки.

Предварительно принимают толщину поясных листов (16 – 40 мм); определяют высоту стенки балки , а затем находят момент инерции стенки

 

. (4.12)

 

Момент инерции поясных листов балки относительно ее нейтральной оси: .

Требуемая площадь сечения поясов балки [2]

 

, (4.13)

 

где - расстояние между центрами полок.

Ширина полки балки

 

. (4.14)

 

Из условия обеспечения местной устойчивости (при работе балки в пределах упругих деформаций) отношение свободного свеса полки к ее толщине не должно превышать значений, вычисляемых по формулам [4]:

 

; (4.15)

с учетом развития пластических деформаций

 

, (4.16)

 

где

 

Можно также выдерживать в пределах 1/3 - 1/5 высоты балки h_b

 

Проверочные расчеты