3. Підбір перерізу головної балки

3.1. Статичний розрахунок

Вихідні дані до прикладу наведені у табл.2.1.

Розрахункові навантаження. На головну балку передаються зосереджені навантаження від балок настилу (рис.5.3), які дорівнюють кількості опорних реакцій балок настилу. В нашому випадку 71,58 кН

Якщо до балки прикладено більше чотирьох рівномірно розташованих на балці зосереджених _сил, то з практичною точністю спрощено можна прийняти, що до балки прикладено рівномірно розподілене навантаження.

Еквівалентне умовне рівномірне розподілене навантаження:

71,58 кН/м

Максимальні внутрішні зусилля:

Тут

1,03 – коефіцієнт, що попередньо враховує навантаження від власної ва-

ги головної балки.

Згинаючі моменти визначені в кНм. При подальших розрахунках їх розмірність приймаємо в кНсм, тобто 3326,95 кНм=332695 кНсм

тому що розрахунковий опір прийнятий в .

Розрахункова схема.

Рис 5. Розрахункова схема головної балки

та епюри внутрішніх зусиль

Головні балки за вимогою [1,табл. 50* додатку 1] віднесено до другої групи стальних конструкцій, тому приймаємо сталь класу міцності С245 з розрахунковим опором 24 кН/см²

3.2. Підбір перерізу балки

Висота балки з умови жорсткості. За вимогою [5, табл.19, п.2д], якщо можливе пересування вантажу по перекриттю робочої площадки, приймаємо граничне значення прогину головної балки:

см

де 19м = 1900см – прольот балки (табл. 2.1).

Мінімальна висота балки за формулою (5.4):

см

Товщина стінки. Мінімальну товщину стінки із умови її міцності при роботі на зріз визначаємо за формулою (5.10):

см

Тут

см

=13,92 кН/см² - розрахунковий опір сталі

С245 зрізу;

- коефіцієнт умов роботи, [1, табл. 6*].

Оптимальна товщина стінки за формулою (5.11):

1300=10,9мм=1,9см

Остаточно приймаємо з урахуванням сортаменту стінку товщиною .

Оптимальна висота балки. З умови найменшої витрати сталі оптимальну висоту балки визначаємо за формулою (5.5):

123,6см

де необхідний розрахунковий момент опору головної балки в межах пружньої роботи сталі:

13862,29 см³

Вибираючи стандартну ширину прокатної сталі за ГОСТ 19903-74* , остаточно приймаємо висоту стінки см; висоту балки, ототожнюючи її з висотою стінки, приймаємо, поки що, 130см

Площа одного поясу. Необхідну площу поясу визначаємо за формулою (5.15):

см²

Приймаємо ширину поясу

см

тоді товщина поясу

см

Використовуючи стандартні товщини прокатної листової сталі, остаточно приймаємо см

Для забезпечення місцевої стійкості стиснутого поясу обмежується величина його звісу (рис. 5.3) відповідно до умови (5.16):

В нашому випадку

см

t_f ≤ 3t_{w 2.5≤3*10}

- місцева стійкість стиснутого поясу забезпечена.

Остаточно приймаємо переріз головної балки, показаний на рис. 5.4.

Геометричні характеристики перерізу:

момент інерції:

момент опору:

см³

Тут

см

Урахування власної ваги балки. Площа перерізу

м²

Об’єм одного метру довжини балки (погонного метру) :

м³

об’ємна вага сталі:

.

Рис 6. Остаточний переріз головної

балки

Тоді нормативна власна вага одного метру довжини балки:

кН/m

Розрахункова власна вага одного метру довжини балки:

кН/m

Скорегований згинаючий момент:

кНм

Нормальні напруження:

кН/см²

- міцність за нормальними напруженнями забезпечена.

Прогин балки не перевіряємо, тому що

Таким чином, міцність перерізу балки в середині прольоту забезпечена.