1.4 Подбор сечения сварной балки
Определяем требуемый момент сопротивления сечения балки с учётом развития в ней пластических деформаций при работе на изгиб Wтр, см3, по формуле
(
10 )
где Rу – расчётное сопротивление материала сварной балки [1, с.40],
кН/см2.
Максимальный нормативный изгибающий момент Мнmax, кН.см, берётся из эпюры.
Главной задачей при подборе сечения сварной балки является установление её высоты h, так как высота является главным размером сечения.
Определяем наименьшую высоту сечения балки hmin, см, из условия жёсткости, по формуле
(
11 )
где l – длина балки, см;
[f/l] – допускаемый относительный прогиб балки.
В практических расчётах отношение Мнmax/ Мрmax принимается равным 0,8.
Рисунок 1 – Эпюра поперечных сил и изгибающих моментов
9
Определяем оптимальную высоту стенки балки hопт, см, из условия экономичного расхода металла, по формуле
(
12 )
где Sст – толщина стенки, возрастает с увеличением высоты сечения
балки и определяется по эмпирической формуле, мм.
(
13 )
где h – ориентировочная высота балки, м.
(
14 )
где l – пролёт балки, м.
По конструктивным соображениям толщина стенки обычно принимается не менее 6 мм.
Окончательно
высоту стенки балки hcт
принимаем = 140 см;
Установив высоту стенки балки и толщину стенки, переходит к компоновки поясов.
Определяем требуемую площадь сечения одного поясного листа Ап, см2, по формуле
(
15 )
Выразив площадь сечения пояса Ап, см2, через ширину пояса и толщину пояса, получим формулу
, (
16 )
где bп – ширина пояса, см;
Sп – толщина пояса, см.
Ширину поясного листа принимаем в пределах, bп, см
, (
17 )
По технологическим условиям эта ширина должна быть не менее 200мм.
Тогда толщина поясного листа Sп, см, определяется по формуле
(
18 )
Причём, Sп назначается в пределах 8-40 мм, но не меньше, чем Sст с градацией по ГОСТ 82-70.
Значения Sп и bп уточняем по ГОСТ 82-70 и определяем действительное значение сечения поясного листа Адп, см2, по формуле
(
19 )
Причём отношение bдп/Sдп должно быть меньше или равно 20.