5.3 Подбор сечения балочной части.

Для пролета 24 м принимаем балку с гофрированной стенкой. Сечение – двутавровое. Сопряжение балки с колонной жесткое.

Расчетная погонная нагрузка на балку:

- от веса покрытия

(значение нагрузок см п. 3.1)

-от собственного веса гофрированной балки Q=1,44 кН/м вычисляется вSCAD

-от снега (п. 3. 2)

S=21,2 кН/м

Нормативная погонная нагрузка на балку:

-от веса покрытия

-от собственного веса

-от снега:

В итоге получим:

а) суммарная погонная расчетная нагрузка

б) суммарная погонная нормативная нагрузка

Подбор производим по предварительно рассчитанным в программе SCAD значениям максимального изгибающего момента и поперечной силы:

М=-1335,61 кНм

Q=298,5 кН

Принимаем балку двутаврового сечения постоянной высоты , стенку с вертикальными треугольными гофрами. Для поясов и стенки принимаем сталь С245:

Определяем высоту балки по жесткости при

Требуемую высоту балки с гофрированной стенкой находим по формуле для обычных балок но с поправочным коэффициентом а=1,15…1,06, учитывающим влияние сдвиговых деформаций:

Принимаем h_w=1400мм, гибкость 300…500.

Предварительно задаемся толщиной стенки 4 мм и проверяем гибкость:

, что удовлетворяет условиям.

Условная гибкость: , что удовлетворяет условию. Принимаем

Ширину пояса назначаем 380 мм.

Параметры гофров устанавливаются из условия местной устойчивости. При

Определяем толщину поясных листов из условия обеспечения устойчивости пояса:

1. В зоне чистого изгиба:

где:

2. В зоне поперечного изгиба:

где

Принимаем толщину пояса 16 мм.

Проверка балки на прочность от влияния М.

Проверка выполняется.

Проверка балки на прочность от влияния Q.

Проверка выполняется.

Проверка балки на прочность по локальной сосредоточенной силе.

где локальная нагрузка действующая на прогон.

– условная длина распределения нагрузки от прогона (b-ширина полки прогона)

Проверка балки на жесткость.

Момент инерции сечения определяется в программе SCAD

Прогиб определяется по формуле:

Проверка местной устойчивости.

местное напряжение:

где с₁=12,4 по таблицев зависимости от отношения а1/hw=29,1/140=0,211 и величины:

Проверка выполняется.

Проверка общей устойчивости.

где

Проверка выполняется.

5.4 Расчет узла соединения балки с крайней колонной.

Характеристики сечения по торцу балки:

W= 9790,9 см³ h=143,2 см

А= 177,6 см²h_w=140 см

А_f=60,8 см²t_w=0,4 см

А_w= 56 см²t_f=1,6 см

b_f= 38 см

Материал для фланцев – сталь С345, Ry= 300МПа.

Для соединения принимаем 18 высокопрочные болтов М30 нормальной точности d= 30мм, сталь 30Х3МФ по ГОСТ Р 52643-2006, высокопрочные гайки и шайбы для нихds=68 мм по ГОСТ 52646-2006. Диаметр отверстий под болты 35 мм.

Расчетное сопротивление болта растяжению:

-нормальное временное сопротивление принятого высокопрочного болта.

Расчетное усилие растяжения болта определяется по формуле:

- площадь нетто болта по табл. 66.

- Расстояние от грани профиля до оси болта должно быть:

- расстояние от центра болта до края фланца должно быть:

Максимально и минимальное нормальные напряжения в сечении от действия продольной силы и изгибающего момента определяются:

Усилие в растянутом поясе:

- площадь сечения участка стенки в зоне болтов растянутого пояса

- соответствующая указанной площади высота.

Усилие растянутой части стенки определяется по формуле, когда 0<m<1

расчетное усилие на болт из условия прочности;

расчетное соединение на болт из условия прочности фланца на изгиб.

λ определяется по формуле:

расстояние от оси болта до края сварного шва.

w=85 мм –ширина фланца на один болт наружной зоны

t_ф– 30 мм – толщина фланца

Усилие, воспринимаемое болтами растянутого пояса определяется по формулам для постановки ребра жесткости:

– для сечения, высотой больше 500 мм.

cнаружи от полки

с внутренней стороны полки.

Прочность фланцевого соединения на отрыв обеспечена.

Прочность фланцевого соединения на сдвиг:

Прочность сварных швов проверяем по трем сечениям:

- по металлу шва

200 – примерное значение непровара.

-по металлу границы сплавления с профилем

• по металлу границы сплавления с фланцем

Принятые элементы приведены в таблице 15:

Номер типа жесткости	Сечение	Наименование элемента
2		балочная часть
3		крайние колонны
5		средние колонны
6		арочная часть