2.2.5 Расчет и конструирование балок

2.2.5.1 Расчет балки б6

Сечение принимаем в виде прокатного двутавра с параллельными гранями полок. Марка стали С245, R_y = 240 МПа (24 кН/см²).

Сечение балки назначаем из условия прочности:

_(2.47)

где М_max – максимальный расчетный изгибающий момент в балке, кНсм;

W_n,min – момент сопротивления сечения балки, см³;

С₁ =1,1 коэффициент, принимаемый по табл. 66 [6].

Из условия прочности находим требуемый момент сопротивления:

Принимаем по сортаменту I35Ш1.

Двутавр 35Ш1:

W_x = 1171 см³;

I_x = 19790 см⁴;

I_y = 3260 см⁴;

b = 250 мм;

t = 12,5 мм;

t_w = 9,5 мм;

h = 338 мм;

S_x = 651 см³.

Проводим проверку прочности по формуле (2.47):

Проверка прочности выполняется.

Проверка по касательным напряжениям:

(2.48)

S_x – статический момент сдвигаемой части сечения, см³;

_Ix – момент инерции сечения относительно оси x-x, см⁴.

Проверка выполняется.

Проверка общей устойчивости балок производится по формуле:

(2.49)

где φ_b – коэффициент, определяемый по [6].

Расчетная длина l_ef=l=6,12 м.

Для определения φ_b находим по формуле значения:

(2.50)

где h – высота сечения балки;

ψ – коэффициент, определяемый по формуле:

ψ = 1,6 + 0,08·α (2.51)

_(2.52)

_{где It – момент инерции кручения балки, см4.}

Следовательно ψ₁=1,6+0,08·4,86=1,99

φ₁=1,99·3260·(33,8/612)²·206000/19790·240=0,86>0,85

Следовательно φ_b=φ₁·0,21+0,68=0,86·0,21+0,68=0,861

Принимаем φ_b=0,861

Проверка выполняется.

Проверку деформативности балки производим от действия нормативных нагрузок и при равномерно распределенной нагрузке используем формулу:

_(2.53)

где [ƒ/l] - нормируемый относительный прогиб балки.

Принимаем [ƒ/l] = 1/200 = 0,005.

Проверка деформативности выполняется.

2.2.5.2 Расчет узла сопряжения балки б6 с колонной к4

_{Узел сопряжения балки покрытия с колонной} должен укрепляться ребром жесткости и рассчитываться на продольный изгиб из плоскости как стойка, нагруженная опорной реакцией V=93,8 кН.

(2.54)

Вычисляем расчетную площадь и радиус инерции ребра:

А_р=25∙1,0=25 см²

(2.55)

(2.56)

При гибкости λ_y=10 коэффициент продольного изгиба φ = 0,987.

Проверка устойчивости опорной стойки производится по формуле:

(2.57)

Проверка выполняется.

2.2.5.3 Расчет узла сопряжения балки б6 с колонной к1

Расчет сопряжения заключается в назначении требуемого катета шва k_f=10 мм. Длина шва l_w, определяется по формуле:

l_w = l_ш –1см (2.58)

где l_ш=33,6 см – полная длина шва.

l_w =33,6-1=32,6 см.

Сварное соединение рассчитывается на срез по формуле:

(2.59)

Проверка выполняется.

2.2.5.4 Расчет узла сопряжения балки б5 с колонной к4

В рамном узле крепления балки к колонне рассчитываются горизонтальные накладки, растянутая и сжатая, на расчетное усилие N=636 кН.

Определяем требуемую площадь планки по формуле (2.15):

А_тр = 636/(24 ∙ 0,85)=31,17 см²

Принимаем планку сечением 260х160х12 мм.

Проверка прочности горизонтальной планки производится по формуле:

(2.60)

где А_п – площадь поперечного сечения планки, см².

Проверка выполняется.