4..Определение высоты главной балки сварного сечения. (Металл)

Начинают компоновку с определения основного размера сечения – высоты балки (h). Высоту главной балки определяют из двух условий: металлоемкости и жесткости. Из условия металлоемкости определяют оптимальную высоту балки h_опт по формуле (7.20) [2] или (5.68) [3]. Толщину стенки t_w для использования в формулах (7.20) [2] и (5.68) [3] определяют по эмпирической формуле, мм ,где h – высота балки, принимаемая в процессе компоновки сечения равной пролета балки в м. Конструктивный коэффициент k принимают равным 1.15 – 1.2. Из условия жесткости определяют минимальную высоту (см) балки h_min: где R_y – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, кН/см²; L – пролет балки в см;  – предельный относительный прогиб главной балки (табл. 19 [2]); – максимальный нормативный и максимальный расчетный изгибающие моменты соответственно. Обычно h_min получается меньше, чем h_опт. Высоту сечения балки принимают близкой к оптимальной. Определяющей при этом является высота стенки h_w, которая должна быть увязана со стандартными размерами выпускаемых листов (ГОСТ 19903-74 с изменением). Определив высоту сечения балки, проверяют толщину стенки на срез от максимальной поперечной силы Q_max по формуле (7.23) [2] или (5.72) [3]. Окончательно толщину стенки t_w принимают не менее 8 мм, согласуя ее с сортаментом.

5.Проверка жесткости и устойчивости составных балок. (Металл)

Общую устойчивость двутавровых составных балок, имеющих две оси симметрии, так же как в прокатных балках, вычисляют по формуле:

                                        (7.31)

Для балок, имеющих сечение, отличное от двутавра, имеющего две оси симметрии, проверка устойчивости имеет свои особенности и должна проводиться в соответствии с указаниями СНиП. Общую устойчивость балок можно не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный, а также при удовлетворении условий формулы (7.14) об отношении расчетной длины к ширине сжатого пояса.

Для составных главных балок, находящихся в системе балочной площадки и связанных между собой поперечными балками, на которых лежит настил, за расчетную длину сжатого пояса следует принимать расстояние между поперечными балками.

Проверка прочности составных балок. (Металл)

Проверка прочности сводится к проверке наибольших нормальных, касательных напряжений, их совместного действия и при упругопластической работе материала балки к устойчивой работе стенки в области пластических деформаций.

В разрезных балках места наибольших нормальных и касательных напряжений обычно не совпадают, их проверяют раздельно.

Однако по всей длине балки (за исключением особых сечений, в которых М или Q равны нулю) изгибающие моменты и поперечная сила действуют совместно. Поэтому в дополнение к раздельным проверкам о и т необходима проверка совместного действия нормальных и касательных напряжений, при которой определяются приведенные напряжения. Эту проверку делают в сечениях наиболее неблагоприятного сочетания изгибающих моментов и поперечных сил: на опоре неразрезной балки, в месте изменения сечения разрезной составной балки и т.п., причем на уровне поясных швов или внутренних рисок поясных заклепок или болтов по высоте.

Рис 8

а - место изменения сечения

б - проверка приведенных напряжений

Приведенные напряжения определяют по формуле:

                                (7.28)

При опирании на верхний пояс балки конструкции, передающей неподвижную сосредоточенную нагрузку, необходима дополнительная проверка стенки балки на местные сминающие стенку напряжения:

                                        (8.29)

Рис 9

Поэтажное опирание балок

Приведенные напряжения в этом случае проверяют в сечении под нагрузкой:

                (7.30)

Если эта проверка не выполняется, то стенку балки необходимо укрепить ребром жесткости, верхний конец которого пригоняется к нагруженному поясу балки. Это ребро через свой пригранный торец воспринимает сосредоточенное давление и прикрепленное к стенке балки сварными швами или заклепками плавно распределяет его на всю высоту стенки балки. При наличии таких ребер стенки балок на действие местных напряжений не проверяют.

Прогиб балок определяют от действия нормативной нагрузки методами строительной механики; прогиб не должен превышать значений, указанных в СНиП. Прогиб составных балок можно не проверять, если фактическая высота балки больше минимальной.