3. Главная балка рабочей площадки

3.1 Подбор сечения балки в виде сварного двутавра

Главную балку проектируем в виде сварного двутавра с изменяющейся по длине балки шириной полок.

Определение грузовой площадки

Сила F складывается из сосредоточенной нагрузки от постоянной и временной нагрузок, от собственного веса второстепенной балки и от ориентировочного собственного веса главной балки.

Конструктивная и расчетная схемы главной балки представлена на рис.5

Расчетный пролет, определяется как расстояние между площадками опирания:

м,

где z_гб = 0,4 м – глубина заделки в стену; h_c – высота сечения колонны, предварительно принимаем 0,4 м.

Для принятой расчетной схемы определим реакции опор F_лев – левой, F_прав – правой опоры

Находим максимальный расчетный изгибающий момент и максимальную расчетную поперечную силу:

кН

где и - коэффициенты, учитывающие влияние собственного веса главной балки для момента и вертикальной силы соответственно.

Высота стенки:

1.Минимальная высота сечения балки из условия жесткости:

м,

где - предельно допустимая величина относительного прогиба главной балки межэтажного перекрытия [СНиП 2.01.07 п. 10.7 таблица 19]; - среднее значение коэффициента надежности по нагрузке.

2.Оптимальная высота сечения главной балки, из условия минимального расхода стали:

Ориентировочная толщина стенки главной балки принимается равной 10 мм

м

Принимаем мм

Толщина стенки:

1. из конструктивных требований.

2. Определяем толщину стенки по эмпирической формуле мм

3. -минимально необходимая толщина из условия прочности стенки на действие поперечной силы

м

Принимаем мм

Принимаем размеры стенки балки: cм , cм

Толщина полок назначается из конструктивных требований:

1.

2.

Принимаем мм

Ширина полок:

1.Из условия закрепления второстепенных балок мм

2.Из условия общей устойчивости балки

мм

3. из условия местной устойчивости сжатого пояса

cм

Принимаем размеры пояса балки: мм, мм,

Определяем фактический момент инерции и проводим проверку по нормальным напряжениям:

cм⁴,

МПа,

кН/м²

Запас прочности составляет 1,6%

3.2 Конструирование балки переменного сечения. Эпюра материалов.

В целях экономии материала проектируем главную балку переменного сечения за счет сужения поясов на приопорных участках согласно эпюре изгибающих моментов. Ширина пояса на приопорных участках - ,но не менее 100 мм принимаем . Сечения балки представлены на рис.6

Для определения мест изменения сечения строим расчетные эпюры (с учетом собственного веса балки) поперечных сил, изгибающих моментов и эпюру материалов рис.7

Для построения эпюры материала для обоих сечений вычисляем максимальный изгибающий момент, который сечение может выдержать:

-максимальный момент для сечения с полкой

kH*м

-максимальный момент для сечения с полкой

cм⁴,

kH*м

Значения M₁ и M₂ откладываем на эпюре изгибающих моментов. Из уравнений изгибающих моментов находим места теоретического изменения изменения сечения – точки 1 и 2 с координатами z₁ и z₂:

, м м

Во избежании концентрации напряжений переход от широкой полки к узкой делаем плавным. Положение точек 1’ и 2’ – мест изменения сечения по отношению к точкам 1 и 2 определяется величиной Δ:

cм, принимаем Δ = 28,8cм