4.2. Проверка подобранного сечения

Проверим сечение главной балки по первой группе предель­ных состояний - на действие нормальных и касательных напряже­ний:

кН/см < R_v γ_с = 23 кН/см.

Условие выполняется.

кН/см < R_S γ_с = 13,34 кН/см,

где R_s = 0,58R_y = 0,58 23 кН/см² = 13,34кН/см² − расчётное сопро­тивление проката на срез.

Условие выполняется.

Так как оба условия выполняются, можно сделать вывод, что сечение главной балки соответствует требованиям, предъявляемым к конструкциям по первой группе предельных состояний.

Проверим подобранное сечение главной балки по второй группе предельных состояний − для обеспечения жёсткости.

Вначале определяем осреднённый коэффициент надёжности по нагрузке:

.

Прогиб главной балки:

см.

Определим допустимый прогиб f_u. Из табл.13 приложений для длины главной балки L = 8,7 м принимаем соотношение l/207,5 − методом интерполяции.

f _u = L/207,5 = 870/207,5 = 4,19 см.

Проверим, не превышает ли фактический прогиб допустимого значения: f < f_u; 2,52 см < 4,19 см.

Условие выполняется, фактический прогиб не превышает до­пустимого значения, подобранное сечение главной балки соответст­вует требованиям, предъявляемым к конструкциям по второй груп­пе предельных состояний.

3. Решения узлов

1. Узлы крепления балок настила к главным балкам

Сопряжение балок настила с главными балками − этажное, т.е. балка настила устанавливается непосредственно на верхний пояс главной балки. В этом случае болтовые соединения не яв­ляются расчетными, диаметр болтов назначаем конструктивно 16мм, увязывая его с ограничениями диаметра отверстий в полках прокатных элементов. Положение болтов по ширине элемента при­нимаем в соответствии с рисками (табл.15 приложений). Расстояние от торца элемента до центра болта принимаем равным l,5d₀.

При этажном сопряжении стенку главной балки усиливаем рёбрами жёсткости, устанавливаемыми по осям балок настила. Толщину рёбер жёсткости для главных балок принимаем t_h = 6 мм. Катеты сварных угловых швов, используемых для крепления ребер жесткости, назначаем равными их толщине (k_f = t_h = 6 мм).

2. Расчёт узлов опирания главной балки на колонну

Принимаем опирание главной балки на оголовок колонны пристроганной площадкой нижнего (Рис 8.).

8. Узел опирания главной балки на колонну

На опоре балки действует опорная реакция , восприятие которой предусматривается через опорные рёбра, нижние плоскости которых строгают для плотной пригонки к нижнему поясу балки. Для пропуска внутренних закруглений прокатных двутавров в рёбрах сре­зают углы, что уменьшает их ширину по торцу на 40 мм.

Определим ширину опорных рёбер b_s:

0,5 (21 − 1,3) = 9,85 см.

Округляем кратно 5мм, принимаем 9,5 см.

Назначим толщину опорных рёбер из условия смятия торцов, принимая во внимание срезы углов:

см,

где R_p = 350 МПа − расчётное сопротивление смятию торцевой поверхности проката, R_p = R_u (табл.9 приложений) для стали С235.

Принимаем по сортаменту листовой стали (табл.8 приложений) = 1,2 см.

Проверим толщину опорного ребра на местную устойчивость:

см,

где R_у = 23 кН/cм − расчётное сопротивление проката для стали С235 (табл.9 приложений).

1,2 см > 0,57 см.

Условие выполняется, местная устойчивость опорного ребра обеспечена, окончательно принимаем = 1,2 см.

Проверим устойчивость опорной части балки из плоскости стенки, рассматривая её как условный, шарнирно опёртый стержень. Высоту условного стержня принимаем равной высоте стенки балки. Площадь его поперечного сечения, включающая кроме опорных рёбер часть стенки балки, участвующей в восприятии опорной ре­акции :

см².

Определим осевой момент инерции, радиус инерции и гибкость стержня:

= см⁴,

= см,

,

где см.

По найденной гибкости по табл.14 приложений, интерпо­лируя, определяем коэффициент продольного изгиба 0,958 и вы­полняем проверку:

кН/см² < 24 кН/см².

Условие выполняется, устойчивость опорной части балки из плоскости стенки обеспечена.