6. Визначення моментів та поперечних зусиль від навантаження в головних балках
.
Для
визначення розрахункових і нормативних
значень внутрішніх зусиль будуємо лінії
впливу уздовж головної балки та визначаємо
ординати
для зосередженого навантаження від
візків та площі
‑
для розподіленого навантаження:
для завантаження уздовж однієї смуги:
;
;
;
.
для
навантаження НГ-60:
;
;
;
;
Зведемо отримані значення внутрішніх зусиль в таблицю
|
НГ-60 |
А-8 (1 смуга) |
А-8 (2 смуги) |
|
592.8 |
5715.1 |
|
|
382.7 |
3124.0 |
|
|
558.7 |
766.9 |
|
|
361.7 |
471.4 |
|
Для подальших розрахунків приймаємо величини зусиль, які виникають при завантаженні типу А-8 .
7. Добір перерізу головної балки Варіант 1. Балка з полицею постійної ширини.
Для виготовлення
головної балки приймаємо сталь марки
Д16, розрахунковий опір якої дорівнює
23 кН/см2. Величина максимального
розрахункового моменту склала
.
Потрібний момент опору перерізу головної балки складає:
,
де – коефіцієнт умов роботи.
Товщина
стінки головної балки:
= 7 + 3/10000 * L
= 7 + 3/10000 * 27 = 15,1 = 16 мм.
Встановлюємо оптимальну висоту поперечного перерізу балки за умови щонайменшої її матеріаломісткості:
,
де
- загальний конструктивний коефіцієнт
.
Найменша висота балки обмежується умовою забезпечення жорсткості. Так як розрахункова схема головної балки представляє собою одно пролітну, статично визначену балку прольотом і завантажену рівномірно розподіленим нормативним навантаженням gn , тоді жорсткість балки обмежується величиною 1/400. Тоді
.
Остаточно приймаємо висоту стінки 143 см.
Перевірка стінки балки на зрізання:
.
Приймаемо товщину
стінки
,
так як
.
Обчислюємо площу поясу:
Розміри полиць повинні задовольняти умові:
, (кратно
10 мм).
.
Перевіряємо стійкість поясу:
,
де
‑
величина зсуву полиці,
.
Встановлюємо
остаточно геометричні характеристики
поперечного перерізу головної балки.
Оскільки найчастіше переріз приймають
симетричним, то можливе обчислення
потрібного моменту інерції перерізу.
Момент інерції всього перерізу складається
з моментів інерції поличок та стінки:
‑ I – момент інерції перерізу ( см 4 )
;
‑ W – момент опору перерізу ( см 3 )
.
Перевіряємо міцність і жорсткість балки:
‑ міцність по нормальним напруженням:
;
.
‑ жорсткість балки:
.
де Е = 2,06*105 кН/см2 – модуль пружності матеріалу балки:
Iх - момент інерції перерізу, відносно центральної осі.
Умови не виконано,
тому міняємо висоту балки
.
Обчислюємо площу поясу:
Розміри полиць повинні задовольняти умові:
, (кратно
10 мм).
.
Перевіряємо стійкість поясу:
,
де
‑
величина зсуву полиці,
.
Встановлюємо остаточно геометричні характеристики поперечного перерізу головної балки. Оскільки найчастіше переріз приймають симетричним, то можливе обчислення потрібного моменту інерції перерізу. Момент інерції всього перерізу складається з моментів інерції поличок та стінки:
‑ I – момент інерції перерізу ( см 4 )
;
‑ W – момент опору перерізу ( см 3 )
.
Перевіряємо міцність і жорсткість балки:
‑ міцність по нормальним напруженням:
;
.
‑ жорсткість балки:
.