Краткие теоретические сведения.  Подобранное сечение должно удовлетворять требованиям прочности

 Подобранное сечение должно удовлетворять требованиям прочности, общей устойчивости и жесткости.

Определяем требуемый момент сопротивления сечения балки с учетом развития в ней пластических деформаций при работе на изгиб Wтр, см³

                           (1)

где Rу – расчетное сопротивление материала сварной балки (таблица), кН/см².

Таблица – Расчетное сопротивление металла R_y, кН/см²

 

Условное обозначение	Расчетные сопротивления сварных соединений в конструкциях из сталей классов
	С38/23	С44/29	С46/33	С52/40	С60/45	С70/60	С85/75
Ry, кН/см^2	21	26	29	34	38	44	53

 

 

                             М^Р_max = 1,1  М^Н_max                                                  (2)

 

Максимальный нормативный изгибающийся момент М^Н_max берется из эпюры, кН^.см.

(Практическая работа 2.1.) В нашем случае М^Н_max=64000 кН^.см

 

                                 М^Р_max=1.1 64000=70400 кН^.см                                           

 

 

Главной задачей при подборе сечения сварной балки является установление ее высоты h, так как высота является главным размером сечения.

Высоту сечения балки предварительно определяем по соотношению между h_опт и

 h_min.

h_опт – оптимальная высота сечения из условий прочности;

h_min. - минимальная высота сечения из условий жесткости.

 

 

                           h_опт=                                                                       (3)

 

где                         k= h_ст ∕ S_ст                                                                                    (4)

- отношение высоты балки к толщине стенки и выбираются в пределах

                              k = 125 140

Принимаем k = 130

                           h_опт = =75 см                                                                        

 

Определяем наименьшую высоту сечения балки h_min, см из условия жесткости

 

                    (5)

 

 

где l – длина пролета балки, см;

[f/l] – допускаемый относительный прогиб балки ([f/l]=1⁄250 =0.004– принимаем для балок промышленных зданий).[стр.395. 1]

 

 

h_min. = [(1200 29) ⁄ (10⁵ 0,004)] (64000∕70400) = 79,2 см

 

Окончательно высоту стенки балки hст принимаем, руководствуясь данными

ГОСТ 82-70 близкую к оптимальной, но не менее минимальной.

 

Принимаем h_ст = 80 см

Тогда согласно формуле (4) определяем:

 

                   S_cт = h_ст ∕ k                                                                                             (6)

 

                    S_cт = 80 ∕ 130 = 0.6 см

Окончательно ширину стенки балки S_cт принимаем, руководствуясь данными

ГОСТ 82-70                 S_ст = 0,6 см (6 мм)

(По конструктивным соображениям толщина стенки обычно принимается не менее 6 мм.)

 

Установив высоту стенки балки и толщину стенки, переходит к компоновки поясов.

Определяем требуемую площадь сечения одного поясного листа, Ап, см²

 

                    (7)

 

 

 

 

      
где bп – ширина полки, см;

  Sп – толщина полки, см.

 

Ширину поясного листа принимаем в пределах, bп, см

 

                            .                                                                                 (8)

                                                               bп = 0,25

Принимаем bп = 20 см (200мм)

(По техническим условиям эта ширина должна быть не менее 180 мм.)

 

Тогда толщина поясного листа, Sп, см определяется по формуле

 

                                                             .                                             (9)

 

                                                              

Принимаем Sп = 1 см (10мм)

 

(Причем, Sп назначается в пределах 8-40 мм, но не меньше, чем Sст с градацией по ГОСТ 82-70)

 Определяем действительное значение сечения поясного листа , см²

 

Aп = bп ∙ Sп,                                         (10)

 

где bп – ширина полки, см;

  Sп – толщина полки, см.

 

                                                                 Aп = 20∙ 1 = 20 см², 

 

                                           

Причем отношение ()≤ 20

                               (20 ∕ 1) =20, что удовлетворять требованиям прочности, общей устойчивости и жесткости данной балки.

 

Соответственно                                 h = h_ст + 2 Sп                                        (11)

 

                                                           h = 80 + 2 1 = 82 см