2.2. Проектирование составной сварной главной балки

Разрезная главная балка загружена сосредоточенными нагрузками. Нагрузки на балку передаются в местах опирания на нее вспомогательных балок. Сосредоточенные силы ( - от постоянной нагрузки и от временной) подсчитываются по грузовой площади, равной произведению пролетов вспомогательной балки и балки настила (рис.8):­­­­

Таблица 5

Сбор нагрузки на главную балку

	Наименование нагрузки	Нормативная (кН)		Расчетная (кН)
1	Временная нагрузка	392	1.2	470.4
2	Собственный вес настила и балок	24,419	1.05	25,64
3	Собственный вес главной балки (предварительно принимаем 3% от временной нагрузки)	11,76	1.05	12,348
	Итого	428,179		508,388

Коэффициент .

4L_бн=43,5

L_бн====

3,5

Lв=

7

Lв=7

Lв=7

L=17.5 м

1,75

1,75

Рис.8 Расчетная схема главной балки

2.2.1. Подбор сечения главной балки

Сечение составной сварной балки состоит из трех листов: вертикального – стенки и двух горизонтальных – полок (рис.9).

В нашем примере (при пяти грузах в пролете) расчетный изгибающий момент:

Для принятой толщины листов полок расчетное сопротивление стали С285 равно

Коэффициент условия работы В первом приближении

Требуемый момент сопротивления

Высота сечения балки предваритель-

но определяется по соотношению между

и где – Рис.9. Сечение главной

оптимальная высота сечения из условия балки: 1–стенка;

прочности; - оптимальная высота 2–полки

сечения из условия жесткости; сечения из условия минимальной жесткости, при обеспечении прочности.

а) Оптимальная высота балки из условия прочности

где - рекомендуемое по [3, табл.7.2] отношение высоты балки к толщине стенки в пределах Принимаем .

б) Оптимальная высота балки из условия жесткости

Здесь

величина получена для пролета линейной интерполяцией по табл.1 приложения.

в) Высота балки из условия минимальной жесткости при обеспечении

прочности

Выбора высоты балки:

В примере расчета полученные высоты главной балки располагаются в следующем соотношении:

Пользуясь правилом, выбираем высоту балки:

Высота главной балки, помимо расчетов, должна соответствовать наибольшей строительной высоте перекрытия по заданию:

где - толщина настила. Наибольшая строительная высота перекрытия определяется разностью отметок верха настила и габарита помещения под перекрытием:

Выбранная по расчету высота балки не соответствует строительной высоте перекрытия. Высота балки назначается не более назначаем высоту балки

Далее высоту стенки назначают близкой к высоте балки , в соответствии с шириной листа сортамента универсальной или толстолистовой стали.

Так как наибольшая ширина листа универсальной стали равна 1050 мм, принимаем толстолистовую сталь шириной 1400 мм. С учетом обрезки кромок с двух сторон по 5 мм:

По ранее принятому коэффициенту определяем толщину стенки: Принимаем

Толщину полок назначаем равной тогда полная высота балки оказывается равной

Вычисляем момент инерции стенки

Требуемый момент инерции полок

Здесь наибольший требуемый момент инерции балки определяется по двум значениям из условий прочности и жесткости:

из условия прочности:

из условия жесткости:

Требуемая площадь сечения полки:

Толщина полки из условия обеспечения ее местной устойчивости:

В расчете было принято

Ширину полки рекомендуется назначать равной .

Вычисляем Принимаем что соответствует ширине листа универсальной стали по сортаменту. Подобранное сечение балки показано на рис. 10.

Уточняем собственный вес балки по принятым размерам. Площадь поперечного сечения балки

Вес погонного метра балки

здесь – удельный вес стали; – конструктивный коэффициент, учитывающий вес ребер жесткости и сварных швов. Вес главной балки на участке между вспомогательными балками

Уточняются нагрузки на балку, полученные в табл.5:

Нормативная

Расчетная