2.3Розрахунок допоміжної балки

Допоміжна балка однопролітна шарнірно-оперта, завантажена рівномірно розподіленим навантаженням.

Погонне навантаження на допоміжну балку знаходиться за вантажною

площею, з урахуванням тимчасового навантаження від власної ваги металоконструкцій майданчика, яка може бути прийнятою за даними ПЕОМ: Р^Н = 83,1 кг/м². Якщо крок балок b = 2,4 м, погонне навантаження буде дорівнювати

Р ис. 2.4. Розрахункова схема допоміжної балки

Знаходимо внутрішні зусилля у балці

Згідно з результатами розрахунку на ПЕОМ, допоміжна балка приймається з двотавра №70Б1. Випишемо із сортаменту [3] необхідні характеристики

h = 691 мм; t_f = 15,5 мм; W_x = 3645 см³; А = 164,7 см²;

b_f = 264 мм; t_w = 12,5 мм; I_x = 125930 см⁴.

При товщині полички t_f = 15,5 мм < 20 мм розрахунковий опір згину R_y = 24 кН/см², т.51 [1], а розрахунковий опір зсуву R_s = 0,58R_y = 0,58·24 = 13,9 кН/см².

Оскільки динамічні навантаження на балку є ( рейкова колія), то розрахунок виконується за такою формулою.

Виконуємо перевірку міцності за нормальними напруженнями та визначаємо відсоток недонапруження

Виконуємо перевірку жорсткості та визначаємо її надлишок

Оскільки відсоток недонапруження невеликий, то спробу зменшити переріз балки робити не потрібно.

Виконуємо перевірку міцності за дотичними напруженнями

Визначаємо необхідність перевірки загальної стійкості.

Визначаємо фактичне відношення за таблицею 8 [1]

де l_ef = 72 см – крок балок настилу;

b_f = 26,0 см – ширина полиці стиснутого пояса двотавра;

t_f = 1,55 см – товщина полиці стиснутого пояса двотавра;

h_f = h-t_f = 691-1,55 = 68,945 см – відстань між осями поясних листів двотавра.

Висновок: перевірка загальної стійкості не потрібна.

3Розрахунок головної балки прольотом 12,0 м

3.1Визначення розрахункових зусиль

Розраховуємо головну балку складеного симетричного перерізу (з трьох листів). Навантаження на головну балку приймаємо рівномірно розподіленим, де 5% (1,05) попередньо ураховано навантаження від власної ваги головної балки

;

.

Визначаємо розрахунковий і нормативний згинальні моменти та поперечну силу на опорі

; ;

.

Р ис. 3.1. Розрахункова схема головної балки

3.2 Підбір перерізу

Головну балку приймаємо змінного перерізу за довжиною і розраховуємо її без урахування розвитку пластичних деформацій.

Потрібний момент опору перерізу балки знаходимо за формулою

.

При товщині листа t = 30-40 мм розрахунковий опір згину R_y = 23 кН/см², для сталі С255 т.51 [1], а розрахунковий опір зсуву R_s = 0,58R_y = 0,58·23 = 13,3 кН/см².

Визначаємо висоту балки. Задаємося попередньо товщиною стінки за формулою . Приймаємо товщину стінки попередньо 10 мм.

Оптимальна висота балки з економічних міркувань дорівнює

,

де k = (1,1-1,2) – конструктивний коефіцієнт складеної балки.

Мінімальна висота балки при [3] знаходиться з умов жорсткості .

Приймаємо висоту балки з умов відповідно h = 170 см.

Перевіряємо стінку балки на зріз за формулою

.

Приймаємо кінцеву товщину стінки t_w = 1,4 см. Знаходимо потрібну площу пояса за формулою .

Приймаємо пояс з універсальної широкосмугової сталі перерізом . Висота стінки балки .

В ідношення допустимо . Конструктивні вимоги . Товщину пояса приймаємо . Стійкість пояса , де b_ef = b_f/2 = 400/2 = 200 мм – розрахункове звисання пояса.

Стійкість пояса забезпечена.

Визначаємо геометричні характеристики

підібраного перерізу. Момент інерції

Момент опору

.

Перевіряємо міцність головної балки

.

Визначаємо відсоток недонапруження

.

Перевіряємо жорсткість головної балки

Рис. 3.2. Переріз балки .

Міцність і жорсткість балки забезпечені.