2.2. Подбор сечения

Главная балка принимается переменного сечения по длине и рассчитывается без учета развития пластических деформаций.

Требуемый момент сопротивления сечения балки:

Определяем высоту балки. Задаемся предварительно толщиной стенки по формуле

где - высота балки.

Оптимальная высота балки:

где k – коэффициент, зависящий от соотношения конструктивных коэффициентов поясов и стенки балки, принимаемый равным 1,10-1,15.

Минимальная высота балки при определяется по формуле:

Строительную высоту балки определяем исходя из максимально возможной заданной высоты перекрытия и его конструкции

Принимаем высоту балки предварительно , а стенки.

Проверяем стенку балки на срез по формуле:

где МПа - расчетное сопротивление материала стенки срезу при

Принимаем окончательно толщину стенки

Находим требуемую площадь пояса по формуле:

Принимаем пояса из универсальной широкополосной стали (ГОСТ 82-70*) сечением . Площадь пояса принята с запасом, учитывая приближенность формулы.

Отношение свеса пояса к толщине

где

Высота балки

Отношение допустимо ()

2.3 Проверка принятого сечения

Определяем геометрические характеристики подобранного сечения.

Момент инерции:

Момент сопротивления:

Проверяем прочность и жесткость главной балки.

Проверка прочности главной балки:

Прочность балки обеспечена.

Проверка жесткости главной балки:

Жесткость балки обеспечена.

2.4 Изменение сечения поясов главной балки

Сечение поясов уменьшается на расстоянии от опоры.

Изгибающий момент в месте изменения сечения:

Требуемый момент сопротивления сечения балки при выполнении стыка полуавтоматической сваркой

Площадь пояса:

Принимаем пояс площадью из универсальной широкополосной стали (ГОСТ 82-70*) сечениеммм.

Сечение главной балки - поперечное;

Момент инерции и момент сопротивления изменённого сечения балки:

Нормальные напряжения в сварном шве:

Наибольшие касательные напряжения у нейтральной оси сечения на опоре балки:

МПа

где - статический момент пояса.

2.5 Проверка приведенных напряжений

Проверяем приведенные напряжения на границе стенки в месте изменения сечения при (примыкание балок настила в один уровень)

Прочность балки в месте изменения сечения обеспечена.

2.6 Проверка общей устойчивости

Проверка общей устойчивости главной балки не требуется, т.к. она закреплена жесткой системой образованной: балками настила и приваренным к ней настилом.

2.7. Проверка местной устойчивости

Определим условную гибкость стенки:

Необходимы вертикальные ребра жесткости

Расчет крайнего отсека

Т.к. , то проверку местной устойчивости следует вести при средних значениях М₁ и Q₁, вычисленных для более напряжённого участка длиной h_ef , т.е. в сечении, расположенном на расстоянии h_ef / 2 = 149/2=74,5 см от ребра.

В сечении 1-1 действуют:

Нормальное сжимающее напряжение у верхней границы стенки по формуле

Среднее касательное напряжение в стенке:

Критическое сжимающее напряжение:

где =77,44 при- по табл. 3.5. [2]

Критическое касательное напряжения:

где -отношение большей стороны пластины к меньшей.

=280/149=1,88;

Проверяем условие устойчивости :

Устойчивость стенки в крайнем отсеке обеспечена

Расчет среднего отсека:

В сечении 2-2 действуют:

Нормальное сжимающее напряжение у верхней границы стенки по формуле

Среднее касательное напряжение в стенке:

Критическое сжимающее напряжение:

где =77,44 при- по табл. 3.5. [2]

Критическое касательное напряжения:

Проверяем условие устойчивости :

Устойчивость стенки в среднем отсеке обеспечена

Вывод: Т.к. устойчивость крайнего и среднего отсека обеспечена за счёт установки поперечных рёбер жёсткости, проверка других отсеков не требуется.

Определение размеров ребер

Назначаем размеры двусторонних рёбер жёсткости. Ширину ребра принимаем не менее:

Окончательно принимаем 90 мм, тогда

Окончательно принимаем размеры ребер 908мм.

Поперечные ребра жесткости привариваются сплошным односторонним швом =6 мм полуавтоматической сваркой.