16.Прокатные балки. Подбор сечения.Проверка прочности, общей устойчивости и жёсткости.
В качестве прокатных балок, работающих на изгиб, применяются двутавры по ГОСТ 8239-72 с изм., двутавры с параллельными гранями полок, тип Б, по ТУ 14-2-24-72 и для прокатных прогонов скатных кровель - швеллеры по ГОСТ 8240 - 72. Разнообразие прокатываемого сортамента достаточно велико, и прокатные балки можно использовать в конструкциях, требующих W>13000 см3.
Подбор сечения и проверка несущей способности прокатных балок
Расчет на прочность прокатных балок, изгибаемых в одной из главных плоскостей, производится по изгибающему моменту по формуле:
(7.5)
Поэтому требуемый момент сопротивления балки "нетто" можно определить по формуле:
(7.6)
Выбрав тип профиля балки по требуемому моменту сопротивления, по сортаменту подбирают ближайший больший номер балки. Для разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 580 МПа, находящихся под воздействием статической нагрузки, обеспеченных от потери общей устойчивости и ограниченной величине касательных напряжений в одном сечении с наиболее неблагоприятным сочетанием М и Q, следует использовать упругопластическую работу материала и проверять их прочность по формулам:
- при изгибе в одной из главных плоскостей:
(7.7)
- при изгибе в двух главных плоскостях
(7.8)
17. Подбор сечения составных балок
Составные балки применятся, когда не обеспечена прочность прокатных балок, а так же при необходимости получить мощные полки. Составные балки состоят из 3-х листов . соединённых между собой сваркой или высокопрочными болтами.
Начинается подбор сечения с определения высоты балки
3 условия:
1.Наименьший расход стали- оптимальная h;
2.Обеспечение жёсткости бплки-h(min);
3.h балки не должна превышать строительную высоту;
q(б)=q(ст)+q(пол)
h опт=√W(tp)/t(w);
Расчёт составных балок ведётся по упругой стадии работы материалами
W(тр)= γ (n)*M(x)/Rу*γ(с);
K- коэффициент, который зависит от способа соединения элементов балки
K=1,1-1,15;
K=1,2-1,25;
f/l=5/384 * q в n*l в 3/T*Ix≤[f/l]=1/400$
h(min)=(5* γ(с)* Rу*l/24*E )*([l/f]*q в n/q);
Окончательная высота балки принимается на 5-10<оптимальной, но равной или больше минимальной:
1)h опт>h min
2) h опт<h min. Hбалки принимается равной или больше min;
Если 2), то балка заранее запроектирована с перерасходом материала. В этом случае для уменьшения работы стали, переходим к др. марки стали с более низким расчётным сопротивлением Rу;
Стенка назначается из целых стандартных листов по ширине не более 2200 мм
Толщина стенки опред-ся из условия работы на в этом случае к зависит от способов опирания балок
t(w)≥ kQmax/h(w)Rs* γ(с);
1) k=1.2
2)k=1.5
Толщина стенки определяется из условия обеспечения местной устойчивости стенки, от действия нормальных напряжений
t(w)≥ (h(w)*√(Ry/E) )/5.5;
t(w)=7+3h/1000 (мм)
можно определить толщину стенки по эмпирической формуле:
t(w)=8mm
tw,hw
t(f)=2t(w);
tf≤30vv
b(f)=A(f)/t(f);
b(f)=Af/tf;
bf=(1/3-1/5)
bf≥1/10h;
bf≥180mm
b(ef)/t(f)≤0.5)*√(Ry/E);
b(f)≤30t(f);
Проверяется прочность балки по нормальным напряжениям
Вычисляется фактический момент инерции сечения
Wx =Ix/0.5h;
δx= (γ(n)*Mx)/Wx≤ Ry*γ(с);