3.2 Изменение сечения главной балки по длине

Так как составное сечение подбиралось по максимальному изгибающему моменту, то в местах снижения моментов (в разрезных балках у опор) его можно уменьшить. При длине главной балки 20 м допускается только одно уменьшение сечения. Расстояние от опоры до места уменьшения сечения x = L/6 = 20/6 = 3,333,30 м.

Рис.3.2.1 Изменение сечения балки по длине уменьшением ширины поясов

При равномерно распределённой расчётные усилия в месте изменения сечения на расстоянии x от опоры определяются:

Уменьшенное сечение пояса балки принимаем из условия прочности прямого стыкового шва на растяжение (в нижнем поясе). Причём расчётное сопротивление при физическом контроле качества R_wy = R_y = 23кН/см², а при отсутствии физического контроля R_wy = 0,85хR_y = 0,85х23 = 19,55кН/см² .

Требуемый момент сопротивления изменённого сечения:

Требуемый момент инерции:

Требуемый момент инерции поясных листов:

Требуемая площадь уменьшенного сечения одного пояса:

Толщину пояса оставляем постоянной t_f, а ширину определяем:

Принимаем уменьшенный пояс из широкополосной универсальной стали шириной b_f.1 = 50 см, что удовлетворяет условиям:

Фактический момент инерции сечения:

Фактический момент сопротивления изменённого сечения:

Проверяем прочность по максимальным растягивающим напряжениям в стыковом шве:

Прочность сечения обеспечена.

3.3 Расстановка поперечных рёбер. Проверка прочности и жёсткости балок

В соответствии с п. 7.10 [1] стенку балки следует укрепить поперечными рёбрами жёсткости.

Ребра жесткости устанавливаем под каждой балкой настила.

Ширина выступающей части ребра (для парного симметричного ребра):

Принимаем

Толщина ребра:

Принимаем t_s = 8 мм.

Для пропуска поясных швов и снижения усадочных напряжений ребра назначаем скосы размером по высоте с = 40мм и ширине d = 40мм. Привариваются рёбра к стенке сплошным двусторонним швом минимальной толщины.

Рис 3.3.1 Парные симметричные ребра жесткости

Проверки прочности:

1. Проверка прочности в середине пролета

2. Проверка прочности опорного сечения на срез по максимальным касательным напряжениям:

Статический момент уменьшенного полусечения балки относительно нейтральной оси:

3. Проверку прочности стенки главной балки по местным напряжениям не выполняем, так как поперечные рёбра стоят под каждой балкой настила.

4. Проверка прочности балки на совместное действие  и  по приведенным напряжениям.

Рис 3.3.2. Распределение напряжений в сечении

Проверку выполняем в сечении, где самые неблагоприятные сочетания изгибающих моментов и поперечных сил – в месте изменения сечения балки. Приведённые сечения определяются на уровне поясных швов.

Приведённые напряжения:

где 1,15 – коэффициент, учитывающий развитие в стенке пластических деформаций,

М₁ и Q₁ - изгибающий момент и поперечная сила в проверяемом сечении,

S_f.1 = b_f.1хt_fх(h_f /2) = 50х2,8х187,2/2 = 13104 см³ – статистический момент уменьшенного сечения пояса балки относительно нейтральной оси.

Так как высота главной балки принята больше минимальной, то жёсткость будет обеспечена, и проверку жёсткости можно не выполнять.