Принимаем лист 280х20

Определим момент инерции и момент сопротивления уменьшеного сечения:

J₁ > J_тр.1 = 758128см⁴

Проверка прочности балки:

Прочность балки проверяется в месте действия макс. Момента, макс. Поперечной силы и в месте изменения сечения на совместное действие M и Q (нормальных и касательных напряжений)

Проверка прочности на опоре:

Прочность балки на опоре обеспечена.

Проверка прочности балки в месте уменьшеного сечения:

Сначала проверяем прочность стыкового шва (соединяющего два листа) на растяжение:

Далее проверяем прочность сечения на совместное действие нормальных и касательных напряжений:

Всоответствии с энергетической теорией прочности, проверку производим по приведенным напряжениям:

Прочность балки в сечении II – II обеспечена.

Проверка прочности балки в месте действия максимального момента:

Прочность балки в сечении III – III обеспечена.

Жесткость балки также будет обеспечена, поскольку h_б > h_min.

Проверка местной устойчивости элементов балки:

Проверка местной устойчивости сжатого пояса:

12,225 < 14,65 => местная устойчивость обеспечена

Проверка местной устойчивости стенки:

Определяем фактические напряжения для проверки устойчивости стенки балки в первом отсеке:

Находим напряжения в сечении I-I :

Определяем фактические значения нормативных напряжений на уровне верха стенки:

Для проверки местной устойчивости принимаем среднее значение касательных напряжений при условии, что они воспринимаются только стенкой :

Определим  _loc :

l _б.н. – пролет балки настила

Определение критического напряжения:

- условная гибкость стенки

R_s=0,58R_y=0.58x24=13,9кН/см² – расчетное сопротивление среза

 - отношение большей стороны a=200см к меньшей h_ст=136см

В зависимости от степени упругого защемления стенки в полке и отношения _н/ определяем:

 = 0,8

b_п и t_п - соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки

По таблице в зависимости от  и отношения a/h_ст , находим _м/ :

=0,99

Интерполируя находим, что

Расчетное значение:

Т.к. рассчетное значение _м/ больше определенного по таблице, то критическое _м определяем по формуле:

С₂ - табличный коэффициент, зависящий от  и отношения a/h_ст => С₂=56,02

С₁ - табличный коэффициент, зависящий от  и отношения a/h_ст => С₁=29,03

Проверим местную устойчивость стенки в отсеке 1:

Устойчивость в отсеке 1 обеспечена.

Находим напряжения в сеченииII-II :

Определяем фактические значения нормативных напряжений на уровне верха стенки:

Для проверки местной устойчивости принимаем среднее значение касательных напряжений при условии, что они воспринимаются только стенкой :

Определим  _loc :

l _б.н. – пролет балки настила

Определение критического напряжения:

- условная гибкость стенки

R_s=0,58R_y=0.58x24=13,9кН/см² – расчетное сопротивление среза

 - отношение большей стороны a=300см к меньшей h_ст=136см

В зависимости от степени упругого защемления стенки в полке и отношения _н/ определяем:

 = 0,8

b_п и t_п - соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки

По таблице в зависимости от  и отношения a/h_ст , находим _м/ :

=1,77

Интерполируя находим, что

Расчетное значение:

Т.к. рассчетное значение _м/ меньше определенного по таблице, то критическое _м определяем по формуле:

С_кр - табличный коэффициент, зависящий от  и отношения a/h_ст => С_кр=32,94

С₁ - табличный коэффициент, зависящий от  и отношения a/h_ст => С₁=53,68

Проверим местную устойчивость стенки в отсеке 2:

Устойчивость в отсеке 2 обеспечена.

Расчёт поясных швов.

В общем случае поясные швы препятствуют взаимному смещению поясов и стенки, и работают на срез от действия поперечной силы Q, при передаче давления с балок настила на стенку, они дополнительно работают на срез, вызванный силой F.

F=138,64кН; l_loc=17,5см; Qmax=1060,6кН

S_п=3864см³ ; J₁=763815,5см⁴;

По таблице определяем минимальный катет шва, с учётом, что R_y^л=43кН, tп=20мм, сварка автоматическая Кf=6мм.

Определяем по таблицам Rwz-расчётное сопротивление на срез швов по металлу границы сплавления и Rwf-расчётное сопротивление металла швов сварных соединений.

R_wz =16,5кН/см² ; R_wf=18кН/см²; _f=1,1; _z=1,15;