Расчет составной главной балки

Определим максимальный изгибающий момент в балке:

=4172,28кНм

Тогда необходимый момент сопротивления сечения:

Определение геометрических размеров элементов сечения начнем с нахождения высоты балки.

Для начала найдем строительную высоту балки

Оптимальную высоту балки можно посчитать по эмпирической формуле:

= =264 см

Принимаем высоту балки h = 116cм

см (принимаем 111)

= 0,02 h=2,32 (принимаем 2,3)

= =19,3см (принимаем 22)

= 7 + 3( ) = 7 + 3(1,16) = 1,048 см (принимаем 1,1 см)

Далее производим подбор размеров полок балки. Для чего вычисляем требуемый моменты инерции

+ =55,7+ 1,16 = 56,86 см

= =8,04 см (принимаем 8 см)

Таблица 2.4. Размеры элементов сечения составной главной стальной балки

высота балки	h	116см
высота стенки	hw	111,4см
толщина стенки	tw	1,1см
ширина полки	bf	22см
толщина полки	tf	8см

Проверяем принятое сечение на прочность. Для этого предварительно вычисляем фактические момент инерции и момент сопротивления балки:

Напряжение составляет:

Изменение сечения балки

1. Место изменения сечения

Принимаем м.

2. Момент на расстоянии 2,4 м от опоры

3. Определим требуемый момент сопротивления:

4. Требуемый момент инерции:

5. Момент инерции полки:

6. Площадь полки:

7. Определим ширину полки:

Назначаем ширину измененной полки .

Компоновка и определение основных геометрических характеристик измененного сечения

1. Площадь:

2. Момент инерции:

3.Статический момент:

=4445,625 :

4.Момент сопротивления:

Проверка прочности сечения по касательным напряжениям

Проверим прочность стенки в измененном сечении на совместное действие нормальных и касательных напряжений:

Прочность балки с измененным сечением обеспечена.

Проверка местной устойчивости

Местная устойчивость сжатого пояса при его упругой работе будет обеспечена, если соблюдается следующее условие:

Местная устойчивость сжатого пояса балки обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки

Условная гибкость стенки:

Следовательно, стенку балки необходимо укреплять только основными поперечными ребрами жесткости. Расстояние между поперечными ребрами

Проверим местную устойчивость стенки в двух отсеках: у опоры, в месте изменения сечения и в средней части балки (1-й, 2-й и отсек)

Значения расчетных усилий в отсеках:

в 1-м отсеке

где ;

во 2-м отсеке

1683,64

ф

где ;

Напряжения в 1-м отсеке:

следовательно, устойчивость стенки балки обеспечена.

Напряжения во 2-м отсеке:

следовательно, устойчивость стенки балки будет обеспечена.

Назначение размеров двусторонних ребер жесткости

Принимаем

Определяем толщину ребра из условия свариваемости:

Принимаем толщину ребра