Конструктивный расчет

Расчет главной балки ведем без учета пластических деформаций пп. 5.18 – 5.20 [1]. По табл. 51 для стали С345 по ГОСТ 27772-88 для листового профиля при толщине  .

По табл. 1 СП 16

Определим высоту стенки h_ef:

1. Из условий жесткости:

_{L = 15,2 м, Н = 7 м →}

- средний коэффициент надежности по нагрузке.

=

2. Из условия экономичности оптимальная высота балки:

Примем с учетом сортамента листового проката t_w = 10 мм.

_{Примем k = 1,2;}

Примем h_ef = 1300 мм.

Определим толщину стенки t_w:

1. Из условий среза:

где R_s^w = R_y^{w *} 0,58 = 32*0,58 = 18,56 кН/см²,

R_y^w – табл. 51 [1] для t_w = 10 мм, сталь С345

2. Из условий местной устойчивости (продольные ребра жесткости ставить не будем):

Окончательно примем t_w = 10 мм.

Определим ширину полки b_f:

b_f ≥18 см;

b_f ≤60 см;

b_f = (1/3…1/5) h_ef = 43,3…26 см

Окончательно примем b_f = 40 см.

Определим толщину полки t_f:

где момент сопротивления стенки:

Примем t_f = 20 мм.

Определяем геометрические характеристики подобранного сечения главной балки:

А = 2 b_{f *} t_f + h_{ef *} t_w = 2 *40 * 2 + 130 * 1 = 290 см²;

h = h_ef + 2t_f = 130 + 2*2 = 134 см;

Рис. 5. Поперечное сечение главной балки.

Уточняем расчетные сопротивления сталей по пределам текучести:

t_w = 10 мм → R_y^w = 32 кН/см²

t_f = 20 мм → R_y^f = 30 кН/см²

Сталь С345.

Проверка прочности по нормальным напряжениям:

Прочность по нормальным напряжениям обеспечена.

Проверка прочности по касательным напряжениям:

где R_s^w = R_y^{w *} 0,58 = 32 х 0,58 = 18,56 кН/см².

Прочность по касательным напряжениям обеспечена.

Проверка жесткости главной балки:

где α = 0,9 – коэффициент, учитывающий уменьшение сечения балки вблизи опор;

Жесткость балки обеспечена.

Проверка общей устойчивости основного сечения.

В соответствии с пп. 8.4.4 Б проверку общей устойчивости можно не выполнять, если выполняется условие:

, где l_ef = a = 0,8 м

<

Общая устойчивость главной балки обеспечена.

Изменение сечения главной балки

Сечение балки было подобрано по максимальному моменту М_max, к опорам значения моментов уменьшаются. Следовательно, вблизи опор сечения подобраны неэкономично. Для того, чтобы сэкономить металл, уменьшают сечение у опор. Используем способ уменьшения ширины пояса.

Принимаем х=2,5 м

Место изменения сечения не должно совпадать с примыканием поперечных ребер (балок настила). Минимальное расстояние места стыка поясных листов от поперечного ребра принимается 10t_w = 100 мм.

Размеры поясных листов в месте изменения сечения назначаем из условий:

По сортаменту листового проката принимаем = 200 мм.

Геометрические характеристики измененного сечения

А' = 2 * b_f’ * t_f + h_{ef *}t_w = 2*25*2 + 130*1 = 210 см²;

Рис. 6. Измененное поперечное сечение главной балки.

В измененном сечении находим:

Р ис. 7. Изменение сечения главной балки.