Компоновка сечения главной балки.

Максимальный расчётный изгибающий момент в середине пролёта:

.

Максимальная поперечная сила на опоре:

.

Требуемый момент сопротивления сечения главной балки в упругой стадии работы:

,

где – расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 10 до 20 мм (т. 2.3 [1]).

Рис. 8 Сечение главной балки

 

Определяем ориентировочную высоту главной балки:

.

При расчёте по эмпирической формуле толщина стенки главной балки:

.

Толщина стенки главной балки из условий среза:

,

где – расчётное сопротивление стали срезу, .

Толщина стенки главной балки из условия местной устойчивости:

.

Принимаем толщину стенки главной балки по ГОСТ 82-70* (т. 7.14 [1]).

Определяем оптимальную высоту главной балки при :

,

где – коэффициент, зависящий от соотношения конструктивных коэффициентов поясов и стенки балки.

Минимальная высота главной балки:

,

где – величина, характеризующая допустимый прогиб, при длине главной балки по т. 1.5 [1] интерполяцией определяем ;

– расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 10 до 20 мм (т. 2.3 [1]).

Принимаем высоту главной балки .

Принимаем толщину полки главной балки (т. 7.14 [1]), тогда высота стенки:

.

Высота по осям поясов:

.

Требуемый момент инерции сечения главной балки:

.

Требуемый момент инерции стенки главной балки:

.

Требуемый момент инерции полки главной балки:

.

Определяем требуемую площадь полки главной балки:

.

Определяем требуемую ширину полки главной балки:

.

Ширина полки главной балки принимается в пределах , но не менее 180 мм.

Принимаем ширину полки главной балки из универсальной широкополосной стали по ГОСТ 82-70^* (т. 7.14 [1]).

.

Из условия свариваемости отношение толщины полки к толщине стенки не должно превышать 3:

.

Проверяем принятую ширину (свес) поясов , исходя из обеспечения их местной устойчивости:

 

Уточняем нагрузку на главную балку с учётом собственного веса главной балки.

Площадь поперечного сечения главной балки:

.

Вес главной балки:

.

Нормативная нагрузка на главную балку:

.

Расчётная нагрузка на главную балку:

 

Максимальный расчётный изгибающий момент в середине пролёта:

.

Максимальная поперечная сила на опоре:

.

Проверяем толщину стенки главной балки из условия среза:

,

где – расчётное сопротивление стали срезу, .

Проверяем условие, при соблюдении которого не требуется постановка продольных ребер в стенке:

.

 

Расчётные геометрические характеристики сечения главной балки.

Момент инерции сечения главной балки:

Момент сопротивления сечения главной балки:

.

– расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).

 

Прочность главной балки по нормальным напряжениям s.

.

Недонапряжение:

.

 

Проверка прогиба (второе предельное состояние).

,

где – предельный прогиб балки, при по т. 1.5 [1] интерполяцией определяем .

Жёсткость главной балки обеспечена.

 

Изменение и проверка сечения главной балки

Изменение сечения балки производим на расстоянии от опор, при этом изменение сечения не должно попасть на балку настила (рис. 9). Сечение поясов главной балки изменяем путём изменения ширины пояса, т.к. при этом не изменяется высота главной балки и верхний пояс остается гладким, что удобно при поэтажном опирании балок.

Рис. 9. Расчётная схема главной балки

а) место изменения сечения;

б) место проверки приведенных напряжений в сечении 1-1.

Находим усилия в изменённом сечении главной балки:

;

.

Расчётное сопротивление растяжению прямого стыкового сварного шва по пределу текучести с визуальным контролем качества шва:

,

где – расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).

Определяемый требуемый момент сопротивления изменённого сечения главной балки при упругой работе:

.

Требуемый момент инерции главной балки в сечении 1-1:

.

Момент инерции стенки главной балки:

.

Момент инерции полки главной балки:

.

Площадь изменённого сечения полки главной балки:

.

Тогда ширина полки главной балки:

.

Принимаем ширину полки главной балки в изменённом сечении из универсальной широкополосной стали по ГОСТ 82-70^* (т. 7.14 [1]):

;

;

.