3.Розрахунок головної балки складеного перерізу

3.1.Визначення навантажень і розрахункових зусиль

Головна балка розраховується як однопрольотна розрізна балка з шарнірним спиранням. За розрахунковий прогін умовно береться відстань між осями колон.

Головна балка сприймає навантаження, що складається з власної ваги у вигляді рівномірно розподіленого навантаження і ваги розташованих вище конструкцій, а також корисного навантаження у вигляді зосереджених сил , що прикладені в місцях прилягання допоміжних балок. Якщо кількість зосереджених сил дорівнює чи більше 4 , можна дійсну схему прикладання навантажень замінити на еквівалентну у вигляді рівномірно розподіленого навантаження інтенсивністю , де - крок допоміжних балок (рис. 4.).

Рис .4. Розрахункова схема головної балки

Власну вагу головної балки можна брати орієнтовно в межах 2% навантаження на неї.

За розрахунковими навантаженнями, які діють на балку, будуються епюри згинальних моментів і поперечних сил.

3.2. Підбір і компоновка складеного перерізу головної балки

3.2.1. За максимальним розрахунковим згинальним моментом визначається мінімальний потрібний момент опору перерізу за формулою (2.3) з підстановкою в неї: для товщини =20...30 мм листової сталі[3, табл.51] або дод.табл.1; =1,1 [3, табл. 6, п. 8]; =1 – при пружній роботі сталі або =1,07...1,12 – при врахуванні розвитку пластичних деформацій.

Р

11

озрахунок на міцність балок із урахуванням розвитку пластичних деформацій слід виконувати, дотримуючись таких умов: використовується сталь з межею текучості до 580 МПа; навантаження – статичне; місцева стійкість поличок і стінки забезпечена; локальні напруження відсутні (=0) і 0,9.

3.2.2. Визначається висота балки:

а) оптимальна із умов найменшої витрати матеріалу

, (3.1)

де - коефіцієнт, що для зварних балок дорівнює 1,1...1,75(менші значення беруться для балок змінного перерізу, більші – для балок сталого перерізу); - товщина стінки балки, яка дорівнює 8...10 мм при прольотах = 8...10 м і 10...12мм – при = 12...18м;

б) мінімальна з умови забезпечення необхідної жорсткості

, (3.2)

де - максимальний згинальний момент від нормативного навантаження; - граничний відносний прогин головних балок робочих площадок [3, табл. 40, п. 3];

в) максимально можлива, виходячи із заданої будівельної висоти перекриття _буд.

У балочній клітці нормального типу при поверхневому з’єднанні балок (див. рис 2,а)

_будб.н, (3.3)

де _б.н – висота балки настилу; - сумарна товщина підлоги і робочого настилу.

Якщо габаритні розміри не дозволяють (<), застосовується з’єднання балок на одному рівні, при цьому

_буд, (3.4)

За більшою з величин і беруть висоту перерізу головної балки , яка не повинна перевищувати .

На стадії компонування перерізу висота балки ототожнюється з висотою стінки , тобто береться .

Висота стінки заокруглюється до найближчих великих стандартних розмірів ширини листового прокату (табл.7).

3.2.3. Визначається товщина стінки балки:

а) з умови роботи на зріз –

12

при деформаціях у межах пружної роботи

; (3.5)

при врахуванні розвитку пластичних деформацій

; (3.6)

де -максимальна розрахункова поперечна сила у перерізі на опорі;

- розрахунковий опір матеріалу стінки зсуву, береться на перед для товщини 10...14мм з наступним уточненням за дійсним значенням ;

б) з умови забезпечення умовної гнучкості стінки (для балок висотою до 2м)

. (3.7)

Розрахункова товщина стінки береться за більшим із значень, отриманих за формулами (3.5) або (3.6) і (3.7) з врахуванням товщин листового прокату.

У балках висотою більше 2м відносна товщина стінки береться меншою (), що вимагає зміцнення стінки поздовжнім ребром жорсткості, яке здатне забезпечити її стійкість.