3.3 Назначение толщины стенки главной балки

1. Из условия прочности стенки в опорных сечениях

- высота стенки балки

- максимальная поперечная сила

- коэффициент условия работ, равный 1.

-расчетное сопротивление стали срезу

R_s=13,05

2.Из условия обеспечения местной устойчивости

Выбираем большее, округлив в большую сторону, назначаем

3.4 Назначение размеров пояса

Определяем требуемую площадь пояса стальной балки

Далее назначаем толщину и ширину пояса. Выбранные размеры должны соответствовать следующим условиям:

1. _{-исходя из удобства сварки пояса со стенкой;}

2. _{- исходя из обеспечения общей устойчивости балки;}

3. _{- для обеспечения местной устойчивости сжатого пояса балки;}

4. 

_{Принимаем и !!!!!!!!!!!!!}

3.5 Вычисление геометрических характеристик скомпонованного сечения

Следующим шагом в расчете составных балок является вычисление геометрических характеристик скомпонованного сечения

3.6 Проверка прочности по нормальным напряжениям

Недонапряжение не превышает 5 %

3.7 Изменение сечения балки по длине

Изменяем сечение балки по длине

Конструктивные требования предъявляемые к измененному сечению

При равномерно распределенной нагрузке место изменения сечения поясов находится на расстоянии 1/6 величины пролета от опоры.

Вычисляем изгибающий момент и поперечную силу в сечении:

.

Определяем требуемый момент сопротивления изменённого сечения:

,

где R_wy = 0.85·R_y – расчётное сопротивление стыкового шва в нижнем растянутом поясе без контроля качества шва.

Требуемая площадь пояса:

Ширина пояса:

Принимаем ширину пояса 25 см, что удовлетворяет требованиям .

Вычисляем геометрические характеристики принятого сечения:

,

Выполняем проверки

1. Проверка прочности стыкового сварного шва:

- _{проверка удовлетворяется.}

2. Проверка измененного сечения на прочность по приведенным напряжениям.

.

,

S_1f – статический момент полусечения

Проверка удовлетворяется; прочность обеспечена.

3. Проверка деформативности балки

.

Жёсткость балки обеспечена.

4. Проверка общей устойчивости балки

В соответствии с [1, п. 5.16] устойчивость балки обеспечена, если выполняется условие [1, табл 8]:

.

Условие выполняется. Следовательно, общая устойчивость балки обеспечена.

3.8 Проектирование опорной части балки

Определим толщину опорного ребра

где R – опорная реакция балки, кН;

А_тр.r – площадь поперечного сечения ребра, см²;

R_p = 32.7 кН/см² – расчётное сопротивление смятию по таблице 52 СНиП II-23-81* Стальные конструкции

R =Qmax=1566 кН– опорная реакция балки

Назначаем ширину ребра b_r, равной ширине поясов, .

.

Округляем в большую сторону до целого четного числа tr=2 см.

3.9 Расчет опорной стойки главной балки

,

где φ – коэффициент продольного изгиба. Определяется по в зависимости от λ_z.

-площадь поперечного сечения опорной стойки

где

,

,

,

по таблице 72 [1] по интерполяции

Устойчивость стойки обеспечена.

3.10 Укрупнительный стык балки на высокопрочных болтах

В стыках на высокопрочных болтах каждый пояс перекрывается тремя накладками, а стенка – двумя накладками, площадь сечения которых должна быть не меньше площади перекрываемых элементов.

Применяются высокопрочные болты с контролем усилия натяжения. В таких соединениях передача усилий осуществляется за счет сил трения, которые возникают по поверхности соприкосновения от сильного прижатия деталей друг к другу. Принимаем диаметр болтов 24 мм.

Для стыка принимаем болты из стали 40Х «селект» с Rbun=110кН/см2. Диаметр отверстий 27 мм. Способ обработки поверхностей – газопламенный. Способ контроля – по моменту закручивания. Тогда μ=0,42, h=1,12, Rbh=770МПа, Abn=3,52см2, b=1.

Несущая способность одного болта с учетом двух плоскостей трения

Момент, воспринимаемый поясами,

Необходимое количество болтов для крепления стыковых накладок к поясу:

Принимаем 18 болтов с каждой стороны стыка и размещаем их в соответствии с конструктивными требованиями табл. 39 1.