Максимальный расчетный изгибающий момент

a = 1,04 – коэффициент учитывающий собственный вес балки

Максимальный нормативный изгибающий момент

Максимальная поперечная сила

4. Подбор и компоновка сечения главной балки

R_y = 24 кН/см² – расчетное сопротивление по пределу текучести

g_с = 1,0 – коэффициент условий работы

 

 

 

 

 

Определение высоты балки

Оптимальная высота балки – это такая высота балки, при которой масса балки минимальна.

k = 1,15 – для сварных балок

h = (1/8 – 1/10)l = 1/10 * 15,5 = 1,55 м

t_w = 7+3h = 7+3*1,55 = 11 мм

Минимальная высота балки – это такая высота, при которой прогиб балки максимально-возможный, т.е. равный допустимому

 

Принимаем высоту балки h = 140 см.

Проверим толщину стенки из условия прочности ее на срез.

- в балке оптимального сечения

R_s = 0,58R_y – расчетное сопротивление срезу

Принятая t_w = 11 мм удовлетворяет условию прочности на срез.

 

Компоновка поясов балки

I_x = I_2f + I_w, где

I_х – момент инерции сечения балки

I_2f - момент инерции поясов

I_w - момент инерции стенки

Принимаю t_f = 25мм = 2,5 см

h_w = h – 2t_f = 140 - 2*2,5 = 135 см

h_f = h – t_f = 140 – 2,5 = 137,5 см

I_2f = 1145789,4 – 225534,375 = 920255,025 cm⁴

Конструктивные требования

1) b_f = (1/3 – 1/5)h - условие общей устойчивости

46,67см > 39 см > 28 см

2) - технологическое требование

3) b_f ³ 180 мм – монтажное требование

b_f = 390 мм > 180 мм

Фактические геометрические характеристики

Изменение сечения балки по длине

x = 1/6 l = 1/6*15,5 = 2,58 м

Определение М₁ и Q₁ в местах изменения сечения

Определение W’х,тр – требуемого момента сопротивления уменьшенного сечения

 

Конструктивные требования

b’_f > b_f /2 b’_f = 390/2=195 мм.

b’_f = 195 мм > 180 мм.

Принимаем b’_f =195 мм.

Фактические геометрические характеристики

Условная гибкость стенки:

4,15 > 3,2 – необходима постановка поперечных ребер жесткости.

Принимаем шаг ребер жесткости равный шагу балок настила 3,1 м

Ширина ребер жесткости:

Принимаем b_p = 85 мм

Принимаем t_p = 6 мм
5. Проверка подобранных сечений главной балки

- по первой группе предельных состояний

Проверка прочности

Проверка максимальных нормальных напряжений (в середине балки по длине, в основном сечении)

5.1.2 Проверка максимальных касательных напряжений (на опорах в уменьшенном сечении)

 

Проверка приведенных напряжений

s_loc = 0, следовательно s_ef определяется в месте изменения сечения балки

, где

s₁- нормальное напряжение в стенке на уровне поясного шва.

t₁ – касательное напряжение в стенке на уровне поясного шва.

 

Проверка общей устойчивости балки

Если соблюдается условие , то общая устойчивость балки обеспечена.

7,95<15,59 – общая устойчивость главной балки обеспечена

 

Проверка местной устойчивости элементов главной балки

Проверка местной устойчивости полки

b_ef – ширина свеса полки

, но не более

7,58 < 14,8 – местная устойчивость полки обеспечена