3.6. Перевірка головної балки в опорному перерізі

Перевірку міцності здійснюємо на рівні нейтральної лінії перерізу за формулою 1.5.4 [Норм 3], якщо статичний момент половини перерізу S_x =373 см³

– умова задовольняється, міцність забезпечується

3.7. Розрахунок головної балки за другою групою граничних станів : розрахунок прогину.

Оскільки прогини головних балок обмежуються естетико-психологічними вимогами, то згідно таблиці 1[Норм 4] для обчислення прогинів слід приймати постійні та тривалі змінні навантаження.

q_е=g_о·γ_ƒ+ v_е + g_оmb· γ_ƒе = 1,778 ·1 +3,0+0,121·1,05 =4,90 ;

q_е= q_е·α_mb=4,90 ·5.8 =28,42 , де

g_о =1,778 - характеристичне значення власної ваги конструкції підлоги;

v_е =0,6 · v=5,0 ·0,6= 3,0 - квазіпостійне (тривале) змінне навантаження;

α_mb= 5,8 м – крок головних балок.

Максимальний момент від розрахункового експлуатаційного навантаження:

145,51 кНм

Кривина при цьому, якщо модуль пружності сталі Е=2,06×10⁵ МПа:

Прогин посередині балки, якщо коефіцієнт для схеми навантаження на рис.3.1

Вертикальні граничні прогини ƒ_u визначаємо за пунктом 2 таблиці 1[Норм 4], при l_ef =6,4м

ƒ_u = ·L_ef = ·640 =3,20 см

Перевіряємо умову забезпечення жорсткості головної балки:

Умова виконується, жорсткість забезпечена.

13

Висновок: остаточно приймаємо головну балку із прокатного двотавра № 40 Б2 за ГОСТ 26020-83, яка відповідає вимогам І і ІІ груп граничних станів.

3.8. Розрахунок і конструювання вузлів головної балки.

3.8.1. Розрахунок і конструювання опорного ребра головної балки.

Принципове конструктивне вирішення опорного ребра балки у вузлі обпирання на опорний столик колони наведено на рис.3.8.1.

3.8.2. Розрахунок опорного ребра у випадку обпирання на опорний столик.

Розміри опорного ребра визначимо з умови міцності на зминання його торцевої поверхні. Розрахунковий опір листової сталі класу С285 товщиною 2…3,9 мм згідно таблиці Е2 додатку Е [Норм 3] R_p=R_u=380МПа. Ширину опорного ребра b_r приймаємо рівною ширині пояса балки двотавра 40 Б2 b_r= b_f=165мм. Тоді необхідна товщина ребра, якщо σ_loc=R_p буде дорівнювати:

Із конструктивних міркувань товщину опорного ребра головної балки приймаємо не меншою, ніж товщина стінки, тобто t_r ≥ t_w ≥11,5 мм. Остаточно приймаємо t_r =12,0 мм.

3.8.3. Розрахунок зварних швів прикріплення опорного ребра до стінки балки.

Приймаємо зварювання ручне, електродами типу Э 42 А для сталі класу С285 згідно таблиці Ж 1 додатку Ж [Норм 3] Згідно таблиці Ж 2 додатку Ж [Норм 3]розрахунковий опір металу кутового зварного шва R_wf =180МПа . Розрахунковий опір металу межі сплавлення обчислюємо

R_wz =0,45R_un=0,45·380= 171МПа,

де R_un=380МПа – нормативний опір листового прокату із сталі класу С285 при товщині 4…10мм згідно таблиці Е 2 додатка Е [Норм 3].

Визначаємо вид роботи швів, виходячи з умови: β_f R_wf γ_wf ≤ β_z R_wz γ_wz

Для ручного зварювання приймаються коефіцієнти β_f =0,7; β_z =1,0 у відповідності до таблиці 1.12.2 [Норм 3] . Коефіцієнти γ_wf = γ_wz =1 для всіх конструкцій ,крім тих, які споруджуються в районах з кліматом нижче - 40°С. Таким чином:

0,7·180·1,0=126,0<1·171·1,0=171 МПа

Умова виконується. Менш міцним є матеріал шва, тому розрахунок параметрів швів ведемо, виходячи з умови міцності металу шва. Необхідний катет шва із умови зрізування опорною реакцією V_A=Q_max=121,55 кН допускаючи, що розрахункова довжина шва l_w,max=85β_f при кількості зварних швів n_w=2 ,

14

обчислюємо за формулою:

Згідно таблиці 1.12.1[ Норм 3] для таврового з’єднання із двосторонніми швами у випадку ручного зварювання листів із сталі класу С285 при межі текучості сталі п 290 390 товщиною 11…16мм мінімальний катет зварного шва складає k_f,min =5мм , що є більшим, ніж розрахунковий катет. Остаточно приймаємо для вертикальних швів k_f =5 мм.