4.1. Определение усилий в главной балке и подбор сечения

Определим величины сосредоточенных сил Р, действующих на главную балку:

Р = 2R_A = 243,52кН = 87,04 кН

Вычислим опорные реакции, возникающие в главной балке от действия сил Р (формула 4.1 МУ):

кН.

Далее необходимо, в соответствии с правилами,изложенными в курсе «Сопротивление материалов», определить изгибающие моменты и поперечные силы в характерных сечениях балки.

Определим изгибающие моменты:

кНм

кНм

кНм

Определим поперечные силы:

кН

кН

кН

Подбор сечения главной балки производим аналогично балкам настила.

Вычислим требуемый момент сопротивления сечения главной балки с учётом развития пластических деформаций:

см³

где R_y = 230 МПа – расчётное сопротивление проката для стали С235 (табл.9 приложений МУ).

По найденной величине W_р по сортаменту (табл.11 приложений МУ) подбираем двутавровый профиль №45Б1, для которого выполняется условие:

W_х>W_р; 1125,8см³>1100,9см³ . Характеристики двутавра №45Б1:

W_х=1125,8 см³, I_х=24940 см⁴, S_х=639,5 см³, d =0,78 см,

h = 44,3 см,b=18см; масса 1 погонного метра 59,8кг.

4.2. Проверка подобранного сечения

Проверим сечение главной балки по первой группе предельных состояний – на действие нормальных и касательных напряжений :

кН/ см < R_v γ_с = 23 кН/см

Условие выполняется.

кН/см <R_S γ_с = 13,34 кН/см ,

где

R_s ² – расчётное сопротивление проката на срез.

R_s = 0,58R_y = 0,5823 кН/см² = 13,34 кН/см²

Условие выполняется.

Так как оба условия выполняются, можно сделать вывод, что сечение главной балки соответствует требованиям, предъявляемым к конструкциям по первой группе предельных состояний.

Проверим подобранное сечение главной балки по второй группе предельных состояний – для обеспечения жёсткости.

Вначале определяем осреднённый коэффициент надёжности по нагрузке :

Прогиб главной балки:

см

Определим допустимый прогиб f_u. Из табл.13 приложений МУ для длины главной балки L=8 м принимаем соотношение l /200(для L=24м).

f_u = L /200 = 800/200 = 4 см.

Проверим, не превышает ли фактический прогиб допустимого значения: f f_u ; 0,58 см < 4 см.

Условие выполняется, фактический прогиб не превышает допустимого значения, подобранное сечение главной балки соответствует требованиям, предъявляемым к конструкциям по второй группе предельных состояний.

4.3. Решения узлов

4.3.1. Узлы крепления балок настила к главным балкам

Сопряжение балок настила с главными балками – этажное, т.е. балка настила устанавливается непосредственно на верхний пояс главной балки. В этом случае болтовые соединения не являются расчетными, диаметр болтов назначаем конструктивно 16мм, увязывая его с ограничениями диаметра отверстий в полках прокатных элементов. Положение болтов по ширине элемента принимаем в соответствии с рисками (табл.15 приложений МУ). Расстояние от торца элемента до центра болта принимаем равным 1,5d₀.

При этажном сопряжении стенку главной балки усиливаем рёбрами жёсткости, устанавливаемыми по осям балок настила. Толщину рёбер жёсткости для главных балок принимаем t_h = 6 мм. Катеты сварных угловых швов, используемых для крепления ребер жесткости, назначаем равными их толщине (k_f = t_h = 6 мм).