3.4. Изменение сечения главной балки

Сечение главной балки, подобранное по М_МАХ, можно уменьшить на некоторое расстояние от середины балки там, где М < М_МАХ. Наряду с экономией металла изменение сечения увеличивает трудоемкость изготовления, поэтому оно экономически целесообразно для балок с L>10м. Наиболее технологичным способом изменения сечения является уменьшение ширины поясов на расстоянии (1/51/6)L от опор. В месте изменения сечения определяется изгибающий момент М₁ и поперечная сила Q₁.

Рисунок 12 – Изменение сечения балки

Определим значение момента и нагрузки в расчетном сечении:

М₁ = х R_b - , (44)

где х – расстояние от опоры балки до возможного места перемены поперечного сечения,

x=1/5L=1/510000=2000 мм

М₁= = 905,296 кН·м

Q₁ =R_b - , (45)

Q₁= 339,486 кН

Требуемый момент сопротивления измененного сечения, согласно формуле (20), где вместо R_y в знаменателе принимаем расчетное сопротивление стыкового шва R_wy (при отсутствии физических методов контроля для растянутой полки R_Wy=0,85·R_y=240·0,85=204 МПа)

W_{1 треб} = = 0,004438м³

Требуемая ширина полки измененного сечения

b_{1f треб} ≥ , (46)

b_{1f треб} = = 0,269 м

При назначении ширины полки измененного сечения учитываем следующие требования:

• 180 мм ≤ b_1f ≤ 600 мм;

• b_{1f треб} ≥ b_f/2 = 0,4/2 = 0,2 м = 200 мм

Принимаем b_1f = 280 мм

Уточняем значение I, согласно формуле (37):

I₁ =+ + 20,280,014()= 0.0021 м⁴

W₁ = I₁/(h/2), (47)

W₁ = 0,0021/(0.928/2) = 0,0045 м³

Проверка напряжений на опоре:

_1max = ≤ R_s·γ_c, (48)

где S₁= , (49)

S₁== 0,0026 м³

_1max = =87.56 МПа ≤ R_s·γ_c = 0,58R_y =139.2 МПа

Проверка прочности стыкового шва:

σ_1max = ≤ R_wy·γ_c, (50)

σ_1max = = 201,18 МПа ≤ R_wy·γ_c = 204 МПа

Проверка приведенных напряжений в месте перехода от большего сечения к меньшему:

σ_пр = ≤ 1,15·R_y·γ_c , (51)

σ₁ = , (52)

σ₁= = 195,1 МПа

Статический момент сечения полки

S_1f = b_1f·t_f·h_f /2, (53)

S_1f= 0,28·0,014·0,914/2 = 0,00179 м³

₁= , (54)

₁==36,17 МПа

Локальные напряжения

σ_loc= ≤ R_y ·γ_c , (55)

F=2Q

l^*_ef =b_fБН(ВБ) +2(t_f +k_f )

Q=q*l|2

q=(0.914*1.05+15)*1=15.95

Q=55.86кН

σ_loc= =78,9МПа ,

σ_пр = =252,2МПа≤ 1,15·R_y·γ_c ,

252,2МПа≤276МПа

Условие выполняется.