2.2 Изменение сечения поясов главной балки и проверка сечения.

Рисунок 2.3 Расчетная схема главной балки с изменением сечения.

Изменение сечения поясов производим на расстоянии м от опор, при этом изменение сечения не должно попасть на балку настила.

Находим усилия в изменённом сечении:

;

.

Расчетное сопротивление растяжению прямого стыка сварного шва по пределу текучести с визуальным контролем качества шва:

где - расчетное сопротивление стали С375 для листового проката по ГОСТ 27772-88 при толщине св. 10 до 20 мм (т. 2.3[1]);

Определяем требуемый момент сопротивления изменённого сечения при упругой работе:

Требуемый момент инерции балки в сечении 1-1:

Момент инерции стенки балки:

Момент инерции полки:

Площадь изменённого сечения полки:

Тогда ширина полки:

_{Согласно т. 7.14[1] по ГОСТ 82-70* ширину полки в измененном сечении принимаем}

Находим геометрические характеристики измененного сечения.

Момент инерции:

Момент сопротивления:

Статический момент:

Прочность в уменьшенном сечении балки:

Прочность балки по касательным напряжениям у опоры балки:

Рисунок 2.4 Эпюры напряжений в сечении 1-1.

Проверяем приведенные напряжения на границе стенки в месте изменения сечения при (примыкание балок настила в один уровень):

где расчетные нормальные и касательные напряжения в краевом участке стенки балки на уровне поясных швов в сечении 1-1 (рис. 2.4):

При варианте этажного опирания балок настила на главную балку .

Определяем локальные напряжения в стенке балки:

где напряжение смятия в стенке под балкой настила;

расчетная сосредоточенная нагрузка;

расчетная нагрузка на балку настила;

и - толщина стенки и пояса главной балки, .

Рисунок 2.5 Схема локальных напряжений в главной балке.

Проверяем приведенные напряжения в сечении 2-2 (под балкой настила) на расстоянии от оси колонны. Находим внутренние усилия и напряжения в балке при новом значении х:

Рисунок 2.6 Расчетное сечение главной балки.

Находим приведенные напряжения в сечении 2-2 под балкой настила (рис. 2.6).

.

Прочность стенки балки в сечении 2-2 обеспечена.

Проверяем необходимость проверки стенки балки в месте действия максимальных нормальных напряжений, принимая за расчетный пролет - расстояние между балками настила.

а) в середине пролёта балки при и балка работает упруго:

б) в месте уменьшенного сечения балки (балка работает упруго ):

Обе проверки показали, что общая устойчивость балки обеспечена.

2.3 Проверка местной устойчивости элементов балки.

2.3.1 Проверка местной устойчивости полки.

Местная устойчивость полки обеспечена, так как выполняется условие:

где свес полки,

2.3.2 Проверка местной устойчивости стенки.

Рисунок 2.7 Схема расстановки рёбер жёсткости в главной балке.

Условие гибкости стенки:

где

При поэтажном сопряжении балок и необходима проверка местной устойчивости стенки. Так как напряжение в стенке , то поперечные ребра жесткости в местах опирания балок настила можно не ставить. Принимаем шаг ребер жесткости :

• а_кр=244 см в крайних отсеках;

• а_ср=180 см в средних отсеках.

а) Первый отсек .

Т.к. , то проверку местной устойчивости следует вести при средних значениях и , вычисленных для более напряженного участка длиной . Более опасным для стенки является сечение, где приложена местная нагрузка, т. е. на расстоянии от опоры.

В сечении 1-1 действуют:

Нормальные сжимающие напряжения у верхней границы стенки:

Средние касательные напряжения в стенке:

Местные напряжения в стенке

Находим коэффициент :

Соотношение предельного значения согласно т. 3.17[1], поэтому критические нормальные напряжения определим по формуле:

где коэффициент при , по т. 3.18[1];

Критические местные напряжения:

где коэффициент при и по т. 3.15[1];

Критические касательные напряжения:

.

Проверяем устойчивость стенки:

где коэффициент условий работы (т. 2.1[1]).

Устойчивость стенки в первом отсеке обеспечена.

б) Средний отсек .

Проверку местной устойчивости ведем в сечении 2-2 на расстоянии от опоры.

В сечении 2-2 действуют:

Находим нормальные напряжения в отсеке:

Находим коэффициент :

При и , предельного значения согласно т. 3.17[1], поэтому критические нормальные напряжения определим по формуле:

где коэффициент при , по т. 3.18[1];

Критические местные напряжения:

где коэффициент при и по т. 3.15[1];

Проверяем устойчивость стенки в среднем отсеке.

Критические касательные напряжения:

Критические касательные напряжения:

.

Местная устойчивость среднего отсека обеспечена.

Назначаем размеры двусторонних рёбер жёсткости:

.

Принимаем ребра толщиной

Находим толщину ребра:

В соответствии с т. 7.14[1] толщину ребра принимаем .

Назначаем сечение ребра .

Поперечные ребра жесткости привариваем сплошным швом полуавтоматической сваркой по ГОСТ 14771-76^* в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) электродом CB-08Г2С (ГОСТ 2246-71^*) ⌀1.4-2мм. В соответствии с т. 4.5[1] принимаем катет сварного шва .

Рисунок 2.8 Двусторонние рёбра жёсткости.