Момент инерции стенки балки:

Требуемый момент инерции, приходящийся на поясные листы:

Расстояние между центрами тяжестей поясных листов:

h₀ = h – t_f = 174 – 2,0 = 172 см.

Требуемая площадь сечения одного пояса балки:

Принимаются поясные листы балки из листа универсальной широкополосной стали по ГОСТу 82-70^* (табл. 3, прилож.) 500  20 мм, площадь сечения пояса – A_f = 50 2,0 = 100 см².

Проверяются принятые размеры поясных листов:

t_f = 20 мм < 3t_w = 312 = 36 мм;

b_f = 500 мм > b_f.min = 180 мм.

местная устойчивость сжатого пояса обеспечена.

Фактические геометрические характеристики подобранного сечения (рис. 6).

Рис. 6. Сечение главной балки.

1. Высота сечения балки:

h = h_w + 2t_f = 170 + 22,0 = 174,0 см.

2. Площадь сечения:

A = h_wt_w + 2b_ft_f = 1701,2 + 2502,0 = 404 см².

3. Момент инерции сечения:

4. Момент сопротивления сечения:

5. Статический момент полусечения относительно нейтральной оси:

6. Отношение площади сечения поясного листа к площади сечения стенки:

Проверяется прочность принятого сечения на действие максимального изгибающего момента:

Недонапряжение в сечении:

Проверяется прогиб балки:

Примечание: Если то может превышать 5%., то

2.5. Изменение сечения балки по длине.

Поскольку составное сечение главной разрезной балки подбирается по максимальному изгибающему моменту М_max (в середине пролета), то его можно уменьшить у опор. Изменение сечения производится за счет уменьшения ширины поясных листов, при этом их толщина остается неизменной.

Сопряжение поясных листов осуществляется посредством прямого стыкового шва и уменьшенное сечение поясов принимается из условия прочности этого шва на растяжение, R_wy=0,85R_y. Место изменения сечения следует делать на расстоянии x = (L/6…L/7) от опоры.

Ширина измененного сечения пояса должна отвечать условиям:

Пример.

Изменение сечения в соответствии с п. 5.19^* выполняется без учета пластических деформаций за счет уменьшения ширины поясных листов на расстоянии около 1/6 пролета от опоры:

х = L/6 = 15/6 =2,5 м.

Определяется усилия в балке на расстоянии 2,5 м от опоры (рис. 7):

Рис.7. Изменение сечения балки по длине.

Подбирается уменьшенное сечение балки, исходя из прочности стыкового шва нижнего пояса. Расчетное сопротивление сварного соединения встык на растяжение (ручная сварка) R_wy = 0,85R_y. = 0,85240 = 204 Мпа.

Требуемый момент сопротивления:

Для определения требуемой площади поперечного сечения поясов производятся следующие вычисления:

I_f¹_.тр. = I_x¹ - I_w = 1273800 -491300 = 782500 см⁴.

Требуемая площадь поперечного сечения поясов в измененном сечении:

Ширина поясного листа:

Принимается поясной лист 280  20 мм из широкополосной универсальной стали по ГОСТ 82-70^*. b_f¹ = 280 > b_f.min = 180 мм; b_f¹ =280 мм > b_f / 2 = 500 / 2 = 250 мм; b_f¹ = 280 мм > h / 10 = 174/ 10 = 17,4 мм.

Геометрические характеристики измененного сечения балки:

Статический момент пояса относительно нейтральной оси:

Проверяется прочность измененного сечения балки по касательным напряжениям на опоре:

,

где R_y = 240МПа – расчетное сопротивление стали С245 для проката толщиной от 10 до 20мм (t_w =

12 мм).

Проверяется прочность измененного сечения балки по приведенным напряжениям на грани стенки (точка А, рис. 7) по п. 5.14^*. При этом:

нормальные напряжения в точке А:

касательные напряжения в точке А:

Так как одна из балок настила попадает на место измененного сечения, то определяются местные напряжения под балкой настила:

где F = Q_max1 = 92,4 кН – расчетное значение силы (см. п. 1.2.);

_.f = b_f + 2t_f = 14 + 22,2 = 18,4 см – условная длина распределения нагрузки, п.5.13 [3];

b_f = 14 см – ширина пояса I 33.

Приведенные напряжения:

Таким образом, прочность принятого уменьшенного сечения главной балки обеспечена.