3.2. Обчислення розрахункового прольоту.

З достатньою точністю попередньо призначаємо висоту перерізу колони в межах

,

де H – висота поверху.

Згідно завдання на проектування , висота поверху становить Н= 3,3 м. В нашому випадку якщо H=3,3м

Приймаємо розмір, кратний сортаменту колонних або широкополичних двотаврів, які рекомендуються для колон за ГОСТ 26020-83, тобто h_c=200мм.

У випадку обпирання головних балок на опорні столики колон (рис. 3.1) розрахунковий проліт обчислюємо за формулою:

l_ef =l_mb–h_c=6600–200=6400мм=6,4м

3.3. Статичний розрахунок головної балки марки гб-1.

Найбільший згинальний момент від розрахункового граничного навантаження сили F=121,55 :

10

Найбільша поперечна сила від розрахункового граничного навантаження:

121,55 кН

Епюри моментів і поперечних сил подані на рис. 3.1(в.г)

3.4. Підбір перерізу головної балки з умови міцності за нормальними напруженнями.

Для прокатних балок постійного перерізу розрахунок ведемо з урахуванням пружно-пластичної роботи сталі в зоні чистого згинання, оскільки поперечна сила в середній третині довжини балки рівна нулю. Приймаючи попередньо с_х=1,1 для двотаврового перерізу, обчислимо з урахуванням формули згідно пункту 1.5.13 [Норм 3] середнє значення коефіцієнта с_1m, який враховує розвиток пластичних деформацій:

с_1m = 0,5(1+ с_х)=0,5(1+1,1)=1,05

Таким чином, для будинку І-го класу відповідальності необхідний момент опору перерізу обчислюємо за формулою:

д е R_y=260 МПа для сталі класу С285 товщиною прокату від 10 до 20 мм згідно таблиці Е2 додатку Е [Норм 3] ;

γ_c=1,0 – коефіцієнт умов роботи головних балок ;

γ_n=1,0 – коефіцієнт надійності за відповідальністю для будинку І-го класу, згідно таблиці 5 [ Норм 2] .

За сортаментом (ГОСТ 26020-83) вибираємо балковий двотавр № 40 Б2 з наступними характеристиками:

W_x,fac=935,7см³; I_x=18530см⁴; S_x=529,70см³; m_mb=54,70 кг/м ; А=69,72 см²;

h=396 мм; b_f =165 мм; t_w=7,5 мм; t_f =11,5 мм.

Знаходимо співвідношення

За таблицею Н.1 додатку Н [Норм 3] для двотаврового профілю, якщо, А_f /А_w= 0,678,обчислюємо за інтерполяцією коефіцієнт с_х:

Тоді с_1m=0,5(1+ с_x,fac)=0,5(1+1,1022)=1,0511

Перевірку нормальних напружень здійснюємо, виходячи з умови

11

Таким чином, МПа< R_yγ_c=260·1=260 МПа.

Умова виконується і міцність забезпечується.

3.5. Перевірка міцності головної балки в зоні одночасного впливу моментів і поперечних сил.

Як видно з епюр на рис 3.2 в перерізі, розташованому на початку зони чистого згинання діють найбільші зусилля: згинальний момент M_max=255,1кН·м і поперечна сила Q_max=121,55 кН. Їхній сумісний вплив на напружений стан перерізу оцінюємо на рівні волокна, що знаходиться на краю стінки (рисунок 3.2). Перевірку міцності здійснюємо за зведеними напруженнями і з урахуванням пружно-пластичної роботи сталі. При цьому, перевіримо умову щодо обмеження усереднених дотичних напружень, обчисливши h_w=h –2t_f =39,6–2·1,15=37,3 см:

де R_s=0,58R_y=0,58·260=150,8 МПа – розрахунковий опір сталі класу С285 із умови зрізування.

За формулою 1.5.13 [Норм 3] приймаємо с₁=с=с_х. Таким чином, нормальні напруження на краю стінки cтановитимуть:

Одночасно дотичні напруження на цьому ж рівні, якщо статичний момент площі пояса, який вище краю стінки:

,= 165·11,5· =364,79 см³

.

Зведені напруження знаходимо за формулою 1.5.4 [Норм 3], при умові , що σ_y= σ_loc=0 :

Умова виконується, міцність забезпечена.

12