4. Расчет главной балки

Требуется Выполнить расчет главной балки балочной клетки усложненного типа с размерами в плане L ˣ l = 10,6 ˣ 5 м. компоновка балочной клетки приведена ниже:

Сечение второстепенных балок – двутавр № 40Б1 ( = 48.1 кг/м;)

сечение балки настила – двутавр № 14 (=13.7 кг/м.)

Толщина настила балочной клетки =.10мм.

Материал главных балок сталь – С255 по ГОСТ 27772-88

расчетным сопротивлением стали = 240МПа- для стали4< t <20мм

=230Мпа-для стали t>20мм.

4.1 Сбор нагрузок на главную балку и определение расчетных усилий:

Расчетная нагрузка на балку-

=

Где γƒ1 =1.2 и γƒ2=1,05- коэффициенты надежности по нагрузке соответственно для временной (полезной) и постоянных нагрузок.

Упрощенно принимаем нагрузку на балку равномерно распределенной,

тогда:

Расчетная схема главной балки

4.2 Определение генеральных размеров

Требуемый момент сопротивления –

где = 230 МПа – предварительно принимается для толщины элементов балки (поясов)t  20 мм; - коэффициент условия работы

Оптимальная высота сечения балки –

где ,.

Мин. высота сечения балки – Принимаем . где - предельный относительный прогиб для главных балок.

Строительная высота балки не ограничена.

Высоту балки стремимся принять близкую к оптимальной, но не менее минимальной и не более строительной. Окончательную высоту балки принимаем кратной модулю 100мм или с учетом ширины листов поставляемых по сортаменту.

Принимаем высоту главной балки ориентировочно равной; h=1000 мм суммарную толщину полок – 50 мм; толщину стенки балки -.hw=950 мм

Минимальная толщина стенки из условия среза –

где = 240 МПа – предварительно принимается для толщины элементов балкиt  20 мм.

Принимаем окончательно толщину стенки балки равной t_w= 8 мм.

4.3 Компоновка поперечного сечения

и определение геометрических размеров

Определяем площадь полок балки :

где:=100-3=97см

Принимаем t_f= 20 мм.

Момент инерции сечения балки относительно оси х:

Момент сопротивления крайнего волокна балки:

.

4.4 Проверка прочности балки по нормальным напряжениям

Условие выполняется, прочность балки обеспечена.

4.5 Изменение сечения главной балки по длине

Определяем место изменения сечения главной балки –

X=X=10,6/6= 1,8 м

Расчетные усилия в измененном сечении главной балки –

М₁=

Q₁=

Требуемый момент сопротивления –

R_wy – расчетное сопротивление металла шва (R_wy= R_y – для стыка при наличии физических методов контроля качества шва; R_wy=0,85

Требуемая площадь сечения полки –

Принимаем ширину полки измененного сечения большую из:

Принимаем ширину полки измененного сечения равной - =180мм

Определение геометрических размеров измененного сечения балки –

Определение прочности скомпонованного сечения:

МПа

Проверяем прочность стенки (на уровне поясных швов)

;

Поскольку в задании не указана местная нагрузка, приложенная к верхнему поясу, то считаем, что .

Проверка прочности выполняется