2. Расчет главной балки.

Отметка верха настила: 10,0 м;

Отметка габарита под площадкой: 7,0 м;

Коэффициент, учитывающий собственную массу балки:  = 1,03;

Временная нагрузка на настил: p^н = 14 кН/м²;

Коэффициент надежности по нагрузке: _f,р=1,2;

Коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса конструкций: _f,g=1,05;

Коэффициент условия работы: _с = 1,1;

Материал настила – Сталь С245.

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести: R_y = 24 кН/см²;

Пролет главной балки: l = 11 м,

Шаг главных балок В = 4,6 м;

2.1 Сбор нагрузок.

Распределенная нагрузка на балку:

2.2 Определение расчетных усилий в сечениях балки.

Изгибающий момент:

Опорная реакция:

2.3 Назначение высоты сечения балки.

Требуемый момент сопротивления:

Н ормальные напряжения:

Минимальная высота балки:

Ориентировочная толщина стенки:

Принимаем t_w = 10 мм.

Оптимальная высота балки:

Т.к. h_min значительно превышает h_opt (более чем на 150мм), переходим на применение стали с меньшими прочностными характеристиками. Принимаем сталь С235 R_у=23кН/см²

Требуемый момент сопротивления:

Нормальные напряжения:

Минимальная высота балки:

Ориентировочная толщина стенки:

Принимаем t_w = 10 мм.

Оптимальная высота балки:

Высота балки из условия габарита:

h = 1000 – 700 – 0,6 – 18 = 281,4 см

2.4. Назначение размеров сечения стенки.

Назначаем высоту стенки h_w = 900 мм

Толщина стенки из условия среза:

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

Окончательно назначаем сечение стенки 900 х 6 мм.

2.5. Определение размеров сечения поясов.

Задавшись толщиной пояса t_f = 20 мм, вычисляем момент инерции сечения балки:

Момент инерции стенки:

Требуемые момент инерции и площадь сечения поясов:

Учитывая, что b_f = h = (180…300) мм,

назначаем сечение пояса 240 х 20мм с А_f = 48 см²;

Проверяем прочность назначенного сечения.

Момент инерции сечения:

Наибольшее нормальное напряжение:

Недонапряжение составляет:

2.6 Изменение сечения полки.

Как было показано выше, сечение балки назначается по максимальному изгибающему моменту, действующему в середине пролета. Ближе к опорам этот момент значительно уменьшается, и поэтому для балок пролетом более 10 м с целью экономии стали целесообразно изменять сечение. Наиболее удобно изменять сечение поясов, уменьшив только их ширину.

А =11 м >10 м.

Ширина пояса в измененном сечении должна быть не менее:

(1/ 10) h = (1/ 10)*94 = 9,4cм;

0,5b_f = 0,5*24 = 12 см;

и не менее 180 мм;

Изменение сечения балки по длине производится на расстоянии

(1/5…1/6)l = (1/5…1/6) 11 = (1,83…2,2)м.

Установив место изменения сечения, определяем:

Изгибающий момент в этом сечении:

Опорную реакцию в этом сечении:

Требуемый момент в этом сечении:

Далее производим назначение ширины пояса аналогично подбору его ширины в неизмененном сечении.

Момент инерции измененного сечения балки:

Момент инерции стенки:

Требуемые момент инерции и площадь сечения поясов:

назначаем сечение пояса 180 х 20мм с А_f = 36 см²;

Проверяем прочность назначенного сечения.

Момент инерции сечения:

Наибольшее нормальное напряжение:

Касательные напряжения:

Кроме этого необходима проверка прочности по максимальным касательным напряжениям на опоре:

где: