Расчет главных балок.
. Предполагаемые модели нагрузок. Расчетные усилия.
Расчетной моделью главной балки является шарнирно опертая балка.
Сосредоточенные нагрузки от пары вспомогательных балок, опирающихся на главную балку, равны:
Fng = qnjl= кН
Fg = qjl = кН
где Fng – нормативная сосредоточенная нагрузка;
Fg – расчетная сосредоточенная нагрузка.
Способ определения изгибающих моментов и поперечных сил зависит от количества сил F, нагружающих балку. Если это количество равно пяти и больше, то нагрузка на главную балку может быть принята как равномерно распределенная на единицу длины:
qng = Fng/d= кН/м
qg = Fg/d= кН/м
Грузовая площадь 2 для главной балки имеет ширину l (пролет вспомогательной балки) и длину L (пролет главной балки). Вес главной балки обычно составляет около 3% от qg, определяя этим величину коэффициента 2 = 1,03.
Для количества сил F=4 или меньше значения M и Q определяются следующими выражениями:
Опорная реакция равна:
Изгибающий момент в месте действия первой силы Fg.
Максимальный изгибающий момент:
Поперечная сила:
Максимальная поперечная сила:
. Подбор сечения главной балки.
Определяем требуемый момент сопротивления главной балки:
Wreq = Mmax/(Ryc)= см3
здесь Ry – расчетное сопротивление материала главной балки.
Минимальная высота сечения, обеспечивающая требуемую жесткость главной балки:
где f/l = 1/250 (нормативный относительный прогиб, определяемый предельным состоянием по непригодности к нормальной эксплуатации).
Оптимальная высота симметричного сечения главной балки будет равна:
Принимаю
Требуемая толщина стенки tw,req определяется эмпирическим выражением:
tw,req = 7 + 3hap
hap = hw + 0.06м= м
где tw,req в миллиметрах, а приблизительная высота сечения hap в метрах. Действительная толщина стенки принимается большей или равной требуемой в соответствии со стандартом толщин прокатной стали.
Принимаю
Требуемый момент инерции главной балки:
Момент инерции стенки:
Требуемый момент инерции двух полок:
If,req = Ireq Iw
Требуемая площадь поперечного сечения полки:
Требуемая толщина полки:
Принимаю
Требуемая ширина полки:
bf,req = Af,req/tf
Принимаю
Толщина полки tf устанавливается в пределах от 8 до 40 мм., но не меньше, чем толщина стенки tw и не больше 3,0 величин этой толщины.