Компоновка и предварительный подбор сечения составной балки
П
Рекомендуемые
соотношения высоты балки и толщины
стенки
Пролет, м
6
12
18
24
tw,
мм
6-8
8-12
12-16
14-18
w=hw/tw
80-100
100-130
120-150
140-170
Определяем минимальную высоту сечения сварной балки при предельном относительном прогибе (fm b /lmb u =1/250)
Находим минимальную толщину стенки из условия предельного прогиба
.
Толщина стенки из условия прочности на срез равна
где Rs=0,58Ry=0,58240=139,2 МПа.
Определяем наименьшую толщину стенки из условия смятия, поскольку принимаем этажное сопряжение балок в балочной клетке. В каждом узле опираются две балки настила, поэтому F=2Qf b = 2 77,22=154,44 кН. Толщиной полки главной балки задаемся tf=2см.
Находим толщину стенки, соответствующую балке оптимальной высоты.
В составных
балках из однородного материала можно
также использовать упругопластическую
работу материала стенки балки с
теми
же ограничениями, что и для прокатных
балок. Однако, в
составных
балках гибкость стенки (hw/tw)
всегда больше чем, в прокатных, и
эффект увеличения несущей способности
получается меньше, чем в прокатных.
Ухудшение местной устойчивости стенки
при увеличении ее гибкости часто
требует дополнительных конструктивных
мероприятий по ее обеспечению, что
еще больше уменьшает положительный
эффект от использования упругопластической
работы материала балки. В курсовой
работе можно ограничится учетом
только упругой работы
.
Определяем толщину стенки из условия непостановки продольных ребер
Сравниваем все полученные значения толщины стенки:
tw,min = 0,80см; tw,f = 0,49см; tw,s = 0,67см; tw,loc = 0,36см; tw,opt = 0,95см; tw,s = 0,78см
Наибольшее значение из этого ряда tw,opt = 0,95 см показывает, что следует принимать высоту балки, соответствующую tw,opt .
Принимаем толщину стенки 10 мм (по сортаменту), тогда высота стенки будет равна
hw = tw w=1,0125 = 125 см.
П
В
случае hmin
h
оптимизация сечения производится
по условию жесткости
см.
[ 4 ] стр.
31, 79-92
hw х tw = 1250 x10 мм.
Определяем размеры поясных листов. Требуемая площадь поясов (принимая h=hw) равна
Т
При
назначении размеров поясных листов
учитываются следующие конструктивные
требования.
Ширина поясных
листов прини-
мается равной:
- из условия
обеспечения общей устойчивости
из условия
обеспечения опирания элементов по
верхнему поясу
bf
180 мм, из
условия равномерности распределения
нормальных напряжений по ширине
листа
из условия
обеспечения местной устойчивости
(без окаймления ребрами)
из условия
наиболее распространенных границ
поясов по ширине
Толщина поясных
листов назначается в пределах 12 –40
мм. Во избежание больших усадочных
напряжений при сварке рекомендуется
выдерживать соотношение
tf
3 tw.
При
назначении толщины поясных листов
следует помнить, что у листового
проката толщиной более 20 мм, почти
для всех сталей, расчетное сопротивление
понижается.
,
и
bf
600 мм,
,
.
bf =(1/3…1/5)h = 40…24см;
bf,min = 18,0см;
tf,max = 3 tw= 31,0=3 см;
Принимаем размеры поясных листов с учетом ослабления верхнего пояса отверстиями для болтов крепления балок настила bf x tf = 360 x 18 мм, которые удовлетворяют всем вышеуказанным требованиям. Подобранное сечение показано на рис. 1.2.
Проверим не превышает ли при принятой высоте главной балки hmb = 1,286 м высота перекрытия (h) строительную высоту hmax = 1,7 м.
h= hmb + hfb + tsh = 1,286 + 0,299 + 0,008 = 1,593 м < hmax = 1,7 м
Требование h < hmax выполнено.