4. Подбор сечения главной балки Подбор главного сечения балки

Главная балка ГБ пролетом 14 м воспринимает нагрузку от двух рядом расположенных ячеек балочной клетки. В связи с частым расположением балок настила БН нагрузку на главную балку принимаем равномерно распределенной с ширины грузовой площади l=7м.

Здесь: – вес 1 м² настила и балок настила из I 40

1,1 – коэффициент, учитывающий собственный вес главной балки.

Расчетное значение нагрузки на главную балку:

Изгибающие моменты от расчетной и нормативной нагрузки:

Поперечная сила:

Требуемый момент сопротивления без учета развития пластических деформаций:

Оптимальную высоту балки определим из условия:

Минимальная высота балки из условия жесткости:

Принимаем высоту стенки балки по табл. П2 из листа шириной 1250 мм. На обработку кромок листа по ГОСТ 19903 уйдет 10 мм. Тогда высота стенки будет:

h_w= 1250-10=1240 мм.

Толщина стенки определяется из условий среза:

Принимаем t_w=1,1 см.

Требуемая площадь пояса определяется по формуле:

(Здесь h₀=126,5 см – расстояние между центрами тяжести поясов. Оно принято в предположении, что толщины поясов будут ≈ 2 см). По табл. П1 принимаем поясной лист из универсальной стали с обработанными кромками по ГОСТ 82-70* размерами b_f*t_f=400*45.

Проверка местной устойчивости пояса по свесу :

Условие обеспечено. Поперечное сечение балки показано на (рис.2).

Геометрические характеристики подобранного сечения:

Рис.2. Поперечное сечение ГБ: – ГБ в средине пролета,

Проверка прочности балки по нормальным напряжениям:

(Запас допускается не более 5%)

Проверка жесткости балки

Прочность по срезу обеспечена, так как толщина стенки принята из условия среза:

t_w=1,1см>t_w^тр=0,89 см

5. Проверка устойчивости стенки

Условная гибкость стенки:

Необходима проверка местной устойчивости с постановкой поперечных ребер жесткости. Если . шаг ребер не должен превышать h_w=2*124=248 см Принимаем шаг ребер 2 м. Фрагмент расстановки ребер жесткости и схема загружения показаны на (рис.3).

Размеры ребер принимаются конструктивно:

Принимаем =8 мм,

Рис.3. К расчету местной устойчивости стенки.

Для оценки местной устойчивости сдвигающие усилия наиболее опасны, поэтому в первую очередь следует проверить приопорный отсек 1. В расчетном сечении А – А возникают нормальные σ, касательные τ и локальные σ_loc напряжения. Для их определения необходимо вычислить:

Локальная нагрузка F от действия двух опорных реакций балок настила (см. п.1):

кН

Здесь (b=15.5 см – ширина полки двутавра №40).

Согласно СП 16.13330.2011 условие местной устойчивости стенки:

Предварительно вычисляем соотношение сторон отсека:

Согласно п.8.5.3. СП 16.13330.2011 при таких соотношениях:

(C_cr принят по табл.12 СП 16.13330.2011).

С₁ – определяется по табл.14 СП 16.13330.2011при размере a=0,5l_w=0,5*2=1м и соотношении a/h_ef=1/1,24=0,806. По интерполяции C₁=17,1095.

Проверка местной устойчивости отсека 1:

Местная устойчивость обеспечена.