Расчет главной балки.

Определение нагрузок и расчетных усилий.

Нормативная нагрузка на главную балку:

Расчетная нагрузка на балку:

Расчетный изгибающий момент в середине балки:

Расчетная поперечная сила на опоре:

Подбор сечения составной балки.

Определим требуемый момент сопротивления:

Определяем оптимальную высоту балки, предварительно задав ее высоту и рассчитав толщину стенки .

Принимаем толщину стенки 12мм.

Определяем минимальную высоту балки:

Строительную высоту балки определяем исходя из максимально возможной высоты перекрытия и его конструкции:

Сравнивая полученные высоты принимаем высоту балки, близкую к оптимальной h=130см.

Проверяем принятую толщину стенки по эмпирической формуле:

Из условия работы стенки на касательные напряжения на опоре:

, где R_ср = 13,5 кН/см²

Чтобы не применять продольных ребер жесткости, рассчитаем:

Сравнивая полученную расчетным путем толщину стенки с принятой, делаем вывод, что она удовлетворяет условию прочности на действие касательных напряжений и не требует укрепления её продольными ребрами жесткости.

Определяем требуемый момент инерции балки:

Момент инерции стенки :

Момент инерции, приходящийся на поясные листы:

Требуемая площадь поперечного сечения:

Принимаем пояса из универсальной стали 520×25мм

Принимаем по табл.5 с=1,084, которое практически соответствует заданному с=1,1. Проверяем принятую ширину (свес) поясов, исходя из их местной устойчивости:

Проверим несущую способность балки исходя из устойчивости стенки в области пластических деформаций балки в месте действия максимального изгибающего момента, где поперечная сила и касательные напряжения равны нулю:

Подобранное сечение балки проверяем на прочность:

Наибольшее нормальное напряжение в балке

Подобранное сечение балки удовлетворяет проверке прочности и не имеет недонапряжения больше 5%. Проверку прогиба балки делать не нужно, так как принятая высота сечения больше минимальной и регламентированный прогиб будет обеспечен.

Изменение сечения главной балки.

Требуется изменить сечение сварной балки, ранее подобранной по длине. Место изменения сечения принимаем на расстоянии 1/6 пролета от опоры. Сечение изменяем уменьшением ширины поясов. Разные сечения поясов соединяем швом встык электродами Э42 без применения физических методов контроля, т.е. для растянутого пояса R^св=0,85R. Определяем расчетный момент и перерезывающую силу в сечении:

Определяем требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение:

Определяем требуемый момент инерции поясов:

Требуемая площадь сечения поясов:

Принимаем пояс 360×25мм, . Определяем момент инерции и момент сопротивления уменьшенного сечения: