4. Расчет главной балки.

4.1 Определение нагрузок и расчетных усилий

Нормативная погонная нагрузка на балку:

Расчетная погонная нагрузка на балку:

Расчетный изгибающий момент в середине балки:

Расчетная поперечная сила на опоре:

4.2 Подбор сечения составной балки.

Определим требуемый момент сопротивления:

Предварительно зададимся толщиной стенки составной балки:

, где h=L/10=1400мм

Определим оптимальную высоту балки:

Определим минимальную высоту балки:

;

Назначим высоту балки h=120см

Окончательно установим толщину стенки из следующих условий:

1) Из условичя определения рациональной толщины стенки:

2) Из условия работы стенки на срез: ( - определяеться по СНиП ІІ-23-81* табл.1*)

=0,58 =1421кг/см

3. Из условия местной устойчивости без постановки продольных рёбер жесткости:

Принимаем толщину стенки в соответствии с ГОСТ 82-70*: tw=10мм

Определим горизонтальные размеры поясных листов:

Определим требуемый момент инерции балки:

tf=25мм=2,5см

Момент инерции стенки : hw=115см

hz=118см

Момент инерции, приходящийся на поясные листы:

Требуемая площадь поперечного сечения:

Определим ширину пояса в соответсвии с сортаментом на листовой прокат, а также учитывая следующие требования:

7< 14.6

Учитывая эти условия и в соответствии ГОСТ 82-70* принимаем b=36см

Подобранное сечение проверим на прочность:

Найдем фактический момент инерции:

Момент сопротивления:

Проверим прочность в среднем сечении балки:

1716< 2450

4.3 Изменение сечения главной балки

Назначим ширину поясного листа b1 измененного сечения учитывая следующие условия:

По ГОСТ 82-70* b1=18см

Определяем момент инерции измененного сечения:

Момент сопротивления:

Определим изгибающий момент, который может воспринять сечение:

По СНиП ІІ-23-81* табл.3*

M(x)=M1 , и находим расстояние х от опоры до изменения сечения балки.

Х1=1077,2см Х2=322,8см

4.4 Проверка прочности прогибов и общей устойчивости балок

Проверку прочности главной балки выполняем в месте изменения сечения:

Вычислим нормальное напряжение в крайнем волокне стенки

Вычислим перерезывающую силу в месте изменения сечения:

118,59 < 1421

Вычислим статический момент поясов балки:

2006,27 < 2817,5

Проверим местные напряжения:

Вычислим сосредоточенное давление БН на верхний пояс:

Расчетная длинна:

4.5 Проверка местной устойчивости элементов балки:

Значения условной гибкости стенки балки:

=3,9>3,2

Расстояния между ребрами жесткости не должно превышать 2hw=230см

Ширина ребра =7.8см bp=8см

Толщина ребра tp=0.6 см=6мм

Произведем расстановку ребер жесткости:

Проверим приведенное напряжение под грузом около места изменения сечения:

X1=2,5м

Проверим главную балку на касательные напряжения в опорном сечении:

Q=qL/2=87,32*1400/2=61124кг

< 2450

Выполним проверку местной устойчивости в одном отсеке с измененным сечением около места изменения сечения: (x=3,5-0,5*115=292,5 м, т.к. а>hw)

Определим краевое сжимающее напряжение у края стенки:

Определим среднее касательное напряжение в стенке:

кг/см

Определим нормальные критические напряжения:

В соответствии со СНиП ІІ-23-81* табл.24,вычисления ведуться по следующим формулам:

;

- этот коэффициент принимается по СНиП ІІ-23-81* таблице 21, и зависит от величины , где определяеться по СНиП ІІ-23-81* таблице 22.

=0,8 =1.96 =33.3

=5363.9кг/см

Определим местные критические напряжения:

С1 – принимаем по СНиП ІІ-23-81* таблице 23 =44,3

Определим критическое касательное напряжение: d=115см;

Проверим местную устойсчивость стенки балки:

0.326 < 1.1