2.3. Розрахунок допоміжної балки

Допоміжна балка однопролітна шарнірно-оперта, завантажена рівномірно розподіленим навантаженням (якщо зосереджених сил більше ніж 4 (більше 5 кроків балок настилу)).

Погонне навантаження на допоміжну балку знаходиться за вантажною площею, з урахуванням тимчасового навантаження від власної ваги металоконструкцій майданчика, яка може бути прийнятою за даними ПЕОМ:

q = 67кН/м

8 м

M

Q

Рис. 2.5. Розрахункова схема допоміжної балки

кг/м²≈ 1,0кН/м²(за розрахунком ПЕОМ). Якщо крок балокм, погонне навантаження буде дорівнювати

Знаходимо внутрішні зусилля у балці

Згідно з результатами розрахунку на ПЕОМ, допоміжна балка прийнята з двотавра №60Б1. Із сортаменту необхідні характеристики: см³;І_х= 77430 см⁴; А = 131 см²;см;см;см.

При товщині полички мм < 20 мм розрахунковий опір згинукН/см²,т.51[1], а розрахунковий опір зсувукН/см².

Розрахунок виконуємо з урахуванням пластичних деформацій сталі. Відношення площі полички двотавра до площі його стінки буде дорівнювати

За графіком (рис.2.4) знаходимо С = 1,12. Оскільки у середині прольоту балки немає зони чистого згину, то С = С₁.

Виконуємо перевірку нормальних напружень і визначаємо відсоток недонапруження

Виконуємо перевірку жорсткості й знаходимо надлишок жорсткості

Оскільки запас жорсткості невеликий, то спробу зменшити переріз балки робити не потрібно.

Перевіряємо дотичні напруження

Визначаємо необхідність перевірки загальної стійкості:

Визначаємо фактичне відношення за таблицею 8 [1]

де l_ef = 50 см – крок балок настилу (відстань між точками розкріплення із площини балки по довжині),

b = 23 см–ширина полиці стиснутого пояса двотавра,

t = 1,54 см–товщина полиці стиснутого пояса двотавра,

h=h_I -t= 59,42– 1,54 =57,88см – відстань між осями поясних листів двотавра.

Висновок: перевірка загальної стійкості не потрібна.

3. Розрахунок головної балки прольотом 17м

3.1. Визначення розрахункових зусиль

Розраховуємо головну балку складеного симетричного перерізу (з трьох листів). Навантаження на головну балку приймаємо рівнорозподіленим

Рис. 3.1. Розрахункова схема головної балки

кН/м;

кН/м,

де 5% (1.05) попередньо ураховуємо навантаження від власної ваги головної балки.

Визначаємо розрахунковий та характеристичний моменти згину та поперечну силу на опорі

кНм;

кНм;

кН.

3.2. Підбір перерізу

Головну балку приймаємо змінного перерізу за довжиною і розраховуємо її без урахування розвитку пластичних деформацій.

Потрібний момент опору перерізу балки знаходимо за формулою

см³ .

При товщині листа мм розрахунковий опір згинукН/см², для сталі С245 т.51 [1], а розрахунковий опір зсувукН/см².

Визначаємо висоту балки. Задаємося попередньо товщиною стінки за формулою мм Приймаємо товщину стінки попередньо 14 мм.

Оптимальна висота балки з економічних міркувань дорівнює

см,

де k=(1.1-1.2) – конструктивний коефіцієнт складеної балки.

Мінімальна висота балки при [3] знаходиться з умов жорсткостісм.

Приймаємо висоту балки з умов відповідносм.

Перевіряємо стінку балки на зріз за формулою

см.

Приймаємо кінцеву товщину стінкисм. Знаходимо потрібну площу пояса за формулоюсм².

Приймаємо пояс з універсальної широкополосної сталі (додаток - таблиця 2) перерізом мм (см² ). Висота стінки балкисм.

Відношення допустимо. Конструктивні вимогиb_f > 180 мм, b_f > h / 10 = 180 мм. Товщину пояса приймаємоt_f ≤ (2 – 3)t_w.

Стійкість пояса ,

де b_ef =b_f /2 = 400/2=200 мм – розрахункове звисання пояса.

Стійкість пояса забезпечена.

Визначаємо геометричні характеристики підібраного перерізу. Момент інерції

Момент опору

см³.

Перевіряємо міцність та жорсткість головної балки

МПа Мпа,

Міцність та жорсткість балки забезпечені.