2.4. Назначение толщины сечения балки

Толщина стенки определяется из условия прочности на срез

где R_s – расчётное сопротивление стали при сдвиге, R_s = 0,58 R_y.

Для обеспечения местной устойчивости стенки без дополнительного укрепления ее продольным ребром толщина стенки должна быть

Окончательно назначаем сечение стенки 1250х8 мм.

2.5. Определение размеров сечения поясов

t _w = 8 мм.

h_w = 1250 мм.

Задаёмся толщиной пояса: t_f = 20…40 мм. Принимаем t_f = 25 мм.

Требуемый момент инерции балки

Момент инерции поясов

Поперечное сечение главной балки

где – момент инерции стенки.

Так как то площадь одного пояса А_f равна

Зная А_f, назначают размеры сечения поясов с учетом сортамента широкополосной стали, а также соблюдают условие обеспечения местной устойчивости пояса

Толщина полки t_f не должна превышать трех толщин стенки t_w (из условия работы поясных швов), t_f ≤ 3^.t_w =24 мм.

Кроме того, b_f рекомендуется выдерживать в пределах

Назначаем сечение полки 320х25 мм. А_f = 80 см².

Вычисляем фактическое значение момента инерции

Проверяем нормальные напряжения

при этом перенапряжение не допускается, а недонапряжение должно составлять не более 5%.

Недонапряжение составляет

Окончательно назначаю сечение полки 320х25 мм

2.6. Изменение сечения балки

С целью экономии стали для балок более 10 м ближе к опорам целесообразно изменять сечение.

Изменение сечения по длине балки рекомендуется производить на расстоянии (1/5…1/6)l от опор, а = 2,8…2,33 м. Принимаю а = 2,3 м от опор. При этом ширину поясов в изменённом сечении следует назначать не менее (1/10)h, не менее 0,5b_f и не менее 180 мм.

Определяем действующий в этом сечении изгибающий момент.

Принимаем Момент инерции изменённого сечения балки:

В месте изменения сечения на уровне поясных швов действуют большие нормальные и касательные напряжения, поэтому необходимо проверить прочность стенки по приведенным напряжениям

Проверка прочности по максимальным касательным напряжениям на опоре

где – статический момент полусечения.

2.7. Расчёт поясных швов

Поясные швы воспринимают сдвигающие усилия между полкой и стенкой.

Сварные соединения с угловыми швами рассчитываются на срез по двум сечениям: по металлу шва и по металлу границы оплавления. Производим расчёт только по металлу шва.

Требуемый катет поясных швов будет

где S’_f – статический момент полки (в измененном сечении)

β_f – коэффициент, зависящий от способа сварки; при автоматической сварке β_f = 1,1; при ручной β_f = 0,7;

R_wf – расчётное сопротивление металла шва, R_wf = 18 кН/см²;

γ_wf – коэффициент условий работы шва, γ_wf = 1.

Принимаем k_f = 7 мм.

2.8. Проверка обшей устойчивости

Устойчивость главных балок не требуется проверять:

• при передачи нагрузки на балку через сплошной настил, приваренный к балкам (при пониженном типе сопряжения балок);

• при отношении расчётной длинны балки (шаг вспомогательных балок, опирающихся на главную балку) к ширине сжатого пояса b’_f, не превышающем значения

≤

Устойчивость балок проверять не требуется