Балка настила сложной балочной клетки

1) Определяем грузовую площадь балки:

 – пролет ВС СБК;

 – шаг БН.

2) Нормативная равномерно распределенная нагрузка:

 

3) Расчетная равномерно распределенная нагрузка:

4) Определяем M_max:

5) Определяем требуемый момент сопротивления:

По [1], табл. 50 определяем, что данная конструкция относится ко второй группе. Подбираем сталь марки C245 с R_y = 240 МПа = 24 кН/см².

Из условия проверки по первому предельному состоянию (по несущей способности) из расчета на прочность по сортаменту был подобран прокатный двутавр  № 18 со следующими характеристиками:

W_x = 143 см³; I_x = 1290 см⁴; g = 18.4  кг/м;

6) Проверяем выбранное сечение по второму предельному состоянию (по деформациям):

Проверка выполнена.

 

 

7) Определяем нормативную нагрузку от БН СБК:

2.4 Технико-экономическое сравнение вариантов БК

НБК:

СБК:

По расходу металла, а также учитывая трудоемкость конструирования СБК (большее количество элементов и узлов), делаем вывод о более высокой степени экономичности НБК.

Раздел 3. Расчет главной балки

Определение усилий

1) Определяем грузовую площадь главной балки:

 – пролет ГБ;

 – пролет БН НБК.

2) Нормативная равномерно распределенная нагрузка:

3) Расчетная равномерно распределенная нагрузка:

 

 

4) Определяем M_max:

5) Определяем требуемый момент сопротивления:

По [1], табл. 50 определяем, что данная конструкция относится ко второй группе. Подбираем сталь марки C245 с R_y = 240 МПа = 24 кН/см². Из условия выполнения проверки на прочность по первому предельному состоянию определяем требуемый момент сопротивления.

В связи с невозможностью подобрать прокатный двутавр по сортаменту, проектируем балку в виде составного двутавра, состоящего из трех отдельных листов металла.

 

Подбор сечения

Подбор сечения осуществляется по следующим условиям:

1) Размеры поперечного сечения должны соответствовать ГОСТу на прокатную сталь;

2) Для выбранного сечения должны выполняться проверки по первому и второму предельным состояниям;

3) Площадь выбранного сечения должна быть оптимальной, т.е. минимально возможной.

 

1. Определяем толщину стенки:

 – высота балки (принимается 1/10 от пролета).

По сортаменту назначаем t_w = 12 мм = 1.2 см.

2. Определяем высоту стенки:

 назначаем

Минимальная высота балки – такая высота, при которой не требуется выполнение проверки по второму предельному состоянию подбирается из условия:

 – согласно [1], табл. 40.

  с учетом , а также исходя из сортамента, окончательно назначаем .

3. Определяем толщину полки:

Учитывая сортамент проката стали, окончательно принимаем .

4. Определяем ширину полки:

; ;

Окончательно по сортаменту принимаем .

 

 3.3 Изменение сечения

Окончательно по сортаменту принимаем .

Выполнение проверок

1. Проверка касательных напряжений

 – максимальная поперечная сила (ГБ);

 – статический момент отсеченной части;

;

  – момент инерции измененного сечения;

 – расчетное сопротивление стали срезу

Проверку касательных напряжений выполняем на опоре, т.к. на ней действует Q_max – худший случай. Проверку касательных напряжений в поперечном сечении выполняем на нейтральной оси там, где действует .

Проверка выполнена.

 

2. Проверка приведенных напряжений

По длине балки приведенные напряжения определяем в сечении L/6, т.к. в этом сечении имеются Q и M; по высоте сечения приведенные напряжения определяем в верхней зоне стенки под полкой там, где имеются σ и τ.

Проверка выполнена.

4. Проверка местной устойчивости сжатой полки

Проверка выполнена.

5. Проверка общей устойчивости балки

;

 и – ширина и толщина сжатого пояса;

 – расстояние между осями поясных листов.

Проверка выполнена.