2.5 Подбор основного сечения

Расчет производим без учета пластических деформаций.

а) Требуемый момент сопротивления сечения:

= 8693см ;

б) Задаемся гибкостью стенки:

;

Предварительно принимаем = 130.

в) Оптимальная высота балки (при которой площадь сечения будет минимальной):

= 119,2см;

В нашем случае, для балки переменного сечения оптимальная высота (при которой объем балки будет минимальным):

= 0,95  119,2 = 113,2см.

Минимальная высота балки (при которой балка отвечает требованиям жесткости при полном использовании прочностных свойств материала):

= 90,6см.

где, = - по [6].

Максимальная высота (при которой отметка низа балки ) при этажном сопряжении главных балок и балок настила:

, см;

где, - максимальная строительная высота перекрытия, определяемая по формуле:

= 11,6 – 10,1 = 1,5м;

= 102,6см;

Так как, = 102,6см  = 113,2см – этажное сопряжение не подходит.

При сопряжении в одном уровне:

= 102,6 + 34,9 = 137,5см.

Так как, =137,5см  = 113,2см – принимаем сопряжение главных балок и балок настила в одном уровне (Рис. 5).

Рис.5 – Сопряжение балок Б-1 и Б-2 в одном уровне

Принимаем = 113,2см.

Высота стенки:

= 0,98  113,2  111см;

Принимаем: = 110см (кратно 5 см).

г) Толщина стенки с учетом принятой гибкости:

= 0,85см.

Условие коррозийной стойкости выполняется, т.к. = 0,85см  0,6см.

Условие прочности в опорном сечении при работе на сдвиг выполняется:

=0,62см.

Так как = 1100мм - принимаем стенку из прокатной толстолистовой стали (ГОСТ 199-74*), толщиной = 9мм (ближайший размер по сортаменту к величине = 0,85см) .

Таким образом, площадь сечение стенки: = = 1100  9 = 9900мм = 99см .

д) Требуемая площадь пояса из условия прочности:

;

Приравнивая из-за его малой величины и выражая из формулы , получаем:

= 70,43см ;

Проверяем найденное значение исходя из суммы площадей элементов сечения:

;

где, =  219см ;

= 60см ;

Сечение пояса принимаем по ГОСТ 82-70*:

20мм;

= 35,2см  36см.

Требования:

1. ;

- условие выполнено.

2. При изменении сечения по ширине:

- условие выполнено.

3. По условию местной устойчивости при изменении сечения по ширине:

мм;

мм – условие выполнено.

При изменении сечения по толщине:

мм;

мм – условие не выполнено.

4. ;

.

5. Величина соответствует ранее выбранному диапазону = 11 – 20 мм.

Принимаем изменение сечения пояса по ширине (Рис.6).

Рис.6 – Изменение сечения пояса балки Б-2 по ширине

Окончательные размеры основного сечения:

Стенка:

= 110  0,9 = 99см ;

Пояс:

= 36  2,0 = 72см  = 70,4см .

е) Геометрические характеристики основного сечения:

= 110 + 2  2 = 114см;

см ;

см ;

= 2  72,0 + 99 = 243,0см ;

= 0,73;

= 4,1, где принимаем для материала пояса;

Момент инерции стенки:

 100  10 см ;

Момент инерции поясов:

= 436  10 см ,

где, = 0,5  110 + 0,5  2,0 = 55см;

Момент инерции основного сечения:

;

Момент сопротивления:

= 9404см  = 8693см .