
- •Компоновка балочной клетки.
- •Компоновка конструкций балочной клетки.
- •1.2. 1.Расчёт стального листового настила.
- •1.3 Расчет прокатных балок
- •2. Расчет и конструирование главной балочной клетки.
- •2.1 Подбор сечения главной балки.
- •2.2 Изменение сечения по длине.
- •Расчетная схема
- •Изменение ширины пояса по длине балки
- •2.3 Расчет местной устойчивости стенки балки.
- •2.4 Монтажный стык балки
- •2.5. Узел сопряжения балок.
- •Примыкание к дополнительному ребру.
- •3. Расчет поддерживающих колонн.
- •3.1 Определение нагрузки на колонну.
- •3.2. Определение расчётной длины колонны.
- •3.3 Подбор сечений стержня колонны.
- •3.4 Расчет и конструирование оголовка колонны.
- •3.5. Расчёт и конструирование базы колонны.
2. Расчет и конструирование главной балочной клетки.
2.1 Подбор сечения главной балки.
Рис
2.1. Расчетная вспомогательной балки в
сложной схеме
Учитывая, что момент сопротивления слишком большой, то делаю составную балку из стали 09Г2.
Подбор основного сечения.
Определяю высоту балки:
Задаюсь толщиной стенки:
Предварительно принимаю толщину стенки равной 16 мм.
Определяю оптимальную высоту балки по расходу стали, учитывая, что коэффициент k для сварных балок переменного сечения равен 1,1.
Далее определяю наименьшую требуемую высоту по второму предельному состоянию – предельным прогибом:
Где:Е
– модуль
упругости стали и он равен 2,06 х 105
МПа, а
– коэффициент надежности по нагрузке.
Высоту балки требуется принимать как можно ближе к оптимальной, но и не менее минимальной. При этом надо еще учитывать 10 мм на острожку кромок. То есть высоту своей балки принимаю в 990 см.
Далее проверяю стенку балки на срез:
Окончательно принимаю толщину стенки в исходя из обеспечения местной устойчивости стенки:
Принимаю толщину стенки балки равной 8 мм.
Нахожу требуемую площадь пояса балки предварительно задаясь высотой балки:
Ширину пояса балки принимаю как:
Принимаю ширину пояса в 200 мм. Тогда толщина пояса:
Принимаю толщину стенки в 46 мм.
Проверяю пояс на обеспечение местной устойчивости:
Принимаю данное сечение и нахожу его геометрические характеристики.
Момент инерции:
Момент
сопротивления:
Площадь сечения:
Как и раньше проверяю балку на прочность:
Рис
2.2. Главная балка из составного
двутаврового сечения
,увеличиваю
Момент инерции:
Момент сопротивления:
Площадь сечения:
Как и раньше проверяю балку на прочность:
А так же на жесткость:
2.2 Изменение сечения по длине.
В
целях экономии стали, в соответствии с
эпюрой изгибающих моментов, произведём
изменение сечения главной балки за счёт
изменения ширины поясов. Оптимальное
место изменения сечения поясов
однопролётной сварной балки при
равномерной нагрузке находится на
расстоянии примерно 1/6 пролёта балки
от опоры. Сечение балки изменяем на
расстоянии от опорым
Расчетная схема
Изменение ширины пояса по длине балки
Изгибающий
момент в месте изменения сечения:
кНм
Поперечная сила в месте изменения сечения:
Требуемый момент сопротивления изменённого сечения при выполнении стыка полуавтоматической сваркой:
=0,85*24=20,4
кН/см2
;
Найдём требуемый момент инерции сечения:
;
=99+4,6=103,6см
hF1 — расстояние между центрами тяжести полочек
см2
Ширина полки будет равна
;
принимаю bf
=180мм
Найдём геометрические характеристики изменённого сечения балки:
Момент инерции сечения:
Момент сопротивления сечения:
Статический момент полусечения:
Произведем проверку принятого сечения:
Нормальные напряжения в сварном шве и месте изменения сечения:
Наибольшие касательные напряжения у нейтральной оси сечения на опоре балки:
Проверяем
приведённые напряжения от совместного
действия нормальных и касательных
напряжений на границе стенки в месте
изменения сечения
(примыкание балок настила в один уровень):
hf1=1036
мм, hw1=990
мм, hб=1082
мм,
bf1=180 мм, tw1=12 мм, tf1=46 мм.