5.2.2. Определение размеров полок
Толщина листа полки сварной балки принимается обычно не более 2÷3 толщин стенки, так как в поясных швах при приваривании толстых поясных листов к стенке развиваются значительные сварные растягивающие напряжения. Кроме того, нерационально применение поясных листов толщиной более 30 мм в связи с тем, что толстые листы имеют пониженные значения механических характеристик вследствие накопления дефектов стали по толщине листа при прокате.
Ширина листа полки ГБ определяется из требуемого значения площади сечения полки. Формулу для определения площади сечения одной полки можно получить из известной формулы Штейнера, которая позволяет определять моменты инерции сложных сечений относительно осей, не совпадающих с нейтральной осью всего сечения:
,
где:
– требуемый момент инерции сечения
двух полок относительно нейтральной
оси балки;
Jfо – момент инерции сечения одной полки относительно ее собственной оси;
Аf – площадь сечения одной полки;
hef/2 – расстояние от нейтральной оси балки до собственной оси полки.
Ввиду малости значения моментом инерции сечения полки относительно собственной оси Jfо можно пренебречь, тогда формула для определения площади сечения одной полки примет следующий вид:
.
Требуемый момент инерции сечения одной полки относительно нейтральной оси балки определится как разность между требуемым моментом инерции всего сечения балки и фактическим моментом инерции стенки балки:
.
Требуемый момент инерции сечения ГБ с известным значением высоты балки (высота стенки + две толщины полок) можно определить по формуле (8):
.
Момент инерции стенки балки определяется как момент инерции прямоугольного сечения:
.
Итак, для рассчитываемой балки:
Ширина
полки ГБ принимается по действующему
сортаменту листовой стали (прил.14 [3]) с
учетом принятой толщины листа и
назначается не менее требуемой по
площади сечения полки. Толщину
листа принимаем t=2см,
(см).
Принимаем
полки ГБ из стали универсальной по ГОСТ
82-70 шириной
листа bf=40
см.
В изгибаемых элементах отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине следует принимать не более значений, определяемых по табл. 30 [1]. Для неокаймленного свеса при расчете в пределах упругих деформаций отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должно удовлетворять следующему условию:
.
Расчетная ширина свеса поясных листов в соответствии с п.7.22 [1] принимается равной расстоянию от грани стенки до края поясного листа:
;
;
9,75 < 14,6,
т.е. принятые размеры полки ГБ удовлетворяют условиям местной устойчивости.
Имеем сечение главной балки (рис.9) со следующими геометрическими характеристиками:
Рис. 9. Составное сечение ГБ.
,где
Аw - площадь стенки составного двутавра;
Af – площадь полки составного двутавра;
А – площад составного двутавра;
Jx, Jy –момент инерции составного двутавра по оси x,y;
Wx,Wy – момент сопротивления составного двутавра по оси x,y.
Проверка прочности и общей устойчивости гб