1.5. Проверочные расчеты элементов балочной клетки.

Двутавр №30 имеет следующие параметры:

Фактические нагрузки на площадку таблица 3.

Таблица 1. Нагрузки на второстепенную балку (кПа).

Нагрузка	Нормативная нагрузка	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка
Постоянная:
Собственный вес настила	0,942	1,05	0,961
Собственный вес второстепенной балки(№30)		1,05	0,157
Ребро		1,05	0,116
Временная :
Полезная	18	1,3	23,4
Итого :	19,18		24,63

Нагрузки:

Изгибающий момент:

Проверка на прочность балок, изгибаемых в одной плоскости:

Прочность обеспечена.

Проверка на жесткость балки:

Жесткость обеспечена.

2. Проектирование главной балки

2.1 Определение нагрузок и расчетных усилий в балке

На главную балку действует давление второстепенных балок и равномерно распределенная нагрузка от собственного веса. Так как число регулярно расположенных грузов более пяти, узловую нагрузку заменяем равномерно распределенной:

где B –– шаг главных балок;

–– нагрузка на балки (по табл. 2).

Максимальные значения изгибающего момента и поперечной силы:

кНм;

кН;

кНм.

2.2 Компоновка сечения главной балки

Минимальная высота балки:

;

Определяем толщину стенки:

Для определения толщины стенки определяем:

и высоту балки из усредненной гибкости стенки (h):

Толщина стенки:

- из условия прочности на срез

МПа

;

- из условия постановки поперечных ребер.

- приближенная толщина

Выбираем наибольшее из , получаем ;

; ;

Оптимальная высота балки:

к = 1,1

;

.

По (ГОСТ 19903 – 74) принимаем

Определение ширины пояса:

Площадь одного пояса:

Ширину пояса находим из условия:

По (ГОСТ 19903 – 74) принимаем

Тогда

Тогда по (ГОСТ 19903 – 74) принимаем

Проверка местной устойчивости пояса:

Местная устойчивость обеспечена.

По заданию длина пролёта балки 19м. Поэтому необходимо уменьшить площадь поперечного сечения балки у опор, что позволит уменьшить массу балки. Определим ширину пояса в приопорной зоне.

Рисунок 1 – Изменение ширины пояса у опор балки

Назначаем по ГОСТ 82-70. Тогда момент сопротивления изменённого сечения:

где:

Определим абсциссу из условия прочности:

Принимаем

Для уменьшения концентрации напряжений в широком листе устраивают срезки с уклонами не круче 1:5.

Проверочные расчёты

Рисунок 2 – Размеры поперечного сечения главной балки

Геометрические характеристики сечения в середине пролёта:

Геометрические характеристики сечения на опоре:

Проверка прочности и жёсткости балки

Прочность балки по нормальным напряжениям в упругой стадии работы считается обеспеченной, если наибольшее напряжение в её среднем сечении не превышает расчётного сопротивления стали, то есть:

Условие выполняется.

По касательным напряжениям проверяют сечение балки на опоре по формуле

Условие выполняется.

В месте изменения ширины пояса производится проверка на совместное действие нормальных и касательных напряжений:

где ; .

Условие выполняется.

Жёсткость балки:

Условие выполняется. Жёсткость балки обеспечена.

Проверка общей и местной устойчивости балки

Проверяем условие:

Условие выполняется. Следовательно, проверку общей устойчивости балки не производим.

Условная гибкость стенки:

Так как , то необходимо стенки балки укрепить поперечными рёбрами жёсткости. Расстояние между поперечными рёбрами . Примем . Ширина ребра должна быть не менее . Принимаем . Тогда толщина ребра:

Принимаем согласно ГОСТ 103-76.

П роверку местной устойчивости выполняем в табличной форме

Таблица 2 – Проверка местной устойчивости стенки

Формула или обозначение	Отсеки
	1	2	3
	140,69	140,69	140,69
	1,08	3,96	8,28
	1361,42	4189,63	6243,93
	694821	694821	694821
	69,1	128,1	238,0
	1184,6	779,42	171,9
	47,4	30,1	4,3
	29,15	29,15	29,15
	0,79	0,79	0,79
	30,45	30,45	30,45
	1,4	1,4	1,4
	1,2	1,2	1,2
	1,09	1,09	1,09
	5,11	5,11	5,11
	230	230	230
	129,63	129,63	129,63
	234,1	234,1	234,1
	4,45	4,45	4,45
	86,8	86,8	86,8
	0,48	0,72	1,02

Условие выполняется.