4.2 Визначення висоти головної балки

Розрахунковий переріз головної балки наведено на рис.4.2.

Рисунок 4.2  Переріз головної балки

Висота головної балки повинна визначатися, виходячи з наступних критеріїв:

(4.6)

Мінімальна висота балки визначається, виходячи з необхідності забезпечити жорсткість балки, за формулою:

,

(4.7)

де  граничний прогин головної балки; визначається відповідно до п. 3.2.2 дійсного посібника;

середній коефіцієнт надійності з навантаження; може бути представлений як .

Будівельна висота перекриття призначається, виходячи з архітектурно-технологічних вимог. Якщо вона в завданні не зазначена, то цей параметр можна не враховувати.

Оптимальна висота балки забезпечує найменші витрати сталі при необхідному моменті опору перерізу, і визначається за формулою:

,

(4.8)

де  необхідний момент опору перерізу балки.

визначається, з огляду на роботу сталі, тільки в пружній стадії, тому що передбачається зробити зміну перерізу балки по довжині:

,

(4.9)

товщина стінки балки.

Попередньо товщина стінки балки може бути визначена за формулою:

,

(4.10)

де  висота балки, для попереднього розрахунку може бути прийнята в межах прольоту. У формулу (4.10) висота балки підставляється в метрах, а товщина стінки виходить у міліметрах. Товщина стінки приймається не менше 6 мм з умови корозійної стійкості і відповідно до сортаменту.

Визначивши за (4.6) висоту балки, необхідно перевірити достатність прийнятої товщини стінки за формулою (4.10) і, виходячи з міцності опорного перерізу на зріз, тобто за формулою (4.11). При цьому передбачається, що в опорному перерізі поперечна сила цілком сприймається тільки стінкою, а дотичні напруження по висоті стінки розподілені рівномірно.

,

(4.11)

де  розрахунковий опір зрізу, відповідно до норм приймається рівним .

Якщо товщина при перевірці за (4.10) буде значно відрізнятися від прийнятої попередньо, необхідно відповідно відкоригувати й остаточний вибір висоти. Невиконання умови (4.11) вимагає однозначного збільшення товщини стінки. Призначаючи висоту стінки, треба керуватися сортаментом на широколистову сталь, маючи на увазі, що відмінність прийнятої висоти відна 10 15% у будь-яку сторону мало позначиться на масі балки.

4.3 Визначення розмірів поясів

Площа поясів балки визначається таким чином, щоб забезпечити необхідну величину моменту опору перерізу балки, у наступній послідовності:

 визначається необхідний момент інерції балки:

;

(4.12)

 визначається момент інерції стінки балки:

,

(4.13)

де  товщина пояса балки, для попередніх розрахунків може бути прийнята в межах 25  35 мм;

 необхідний момент інерції пояса:

;

(4.14)

 необхідну площу кожного з двох поясів:

.

(4.15)

Відповідно до величини необхідної площі пояса , підбираються розміри пояса згідно сортаменту універсальної листової сталі, а також керуючись нижче переліченими вимогами:

(4.16)

де - ширина звісу стиснутого поясу.

Друга вимога забезпечує максимальне використання міцності сталі, третя – умови зварюваності, четверта – можливість застосування автоматичного зварювання, п'ята – загальну стійкість балки і шоста – місцеву стійкість.