2.1.2. Подбор основного сечения главной балки.
Требуемый момент сопротивления с учетом собственного веса главной балки
(2.5)
где
- расчетное сопротивление стали по
пределу текучести [1, табл.6];
- коэффициент, учитывающий собственный
вес балки, принимаемый в зависимости
от нагрузки и пролета балки,
Определяем высоту балки. Задаются предварительно толщиной стенки, мм
(2.6)
где h – высота балки,
принимается
.
Оптимальная высота балки по расходу стали
(2.7)
где k – коэффициент, принимается для сварных балок постоянного сечения k= 1,15 и k= 1,1 для сварных балок переменного сечения.
Наименьшую рекомендуемую высоту балки
определяют жесткостью балки – её
предельным прогибом (второе предельное
состояние):
(2.8)
где
- модуль упругости стали;
- отношение прогиба балки к пролету,
регламентируемое нормами;
- коэффициент надежности по нагрузке.
Выбор высоты балки. Наиболее целесообразно
принимать высоту балки близкой к
,
определенной из условия допустимого
прогиба балки. Во всех случаях принятая
высота балки не должна превышать заданную
строительную высоту перекрытия
.
Назначают высоту стенки балки
исходя из
,
и ширины листов по сортаменту, по ГОСТ
19903-
[2, прил. У1, табл.9] минус 10мм на острожку
кромок листов.
Проверяют стенку балки на срез:
(2.9)
где
- номинальная поперечная сила;
- расчетное сопротивление стали стенки
балки на сдвиг.
Окончательно принимают толщину стенки балки в соответствии с ГОСТ 19930-74 и исходя из условия обеспечения местной устойчивости стенки:
(2.10)
Находят требуемую площадь пояса балки:
(2.11)
где h – высота балки,
Ширину поясов
обычно принимают равной
,
по конструктивным соображениям ширину
пояса не следует принимать меньше 180 мм
или h/10.
Принимают пояса из универсальной стали по ГОСТ 82-70 [2, прил. У1, табл.10]. При этом должно выполняться условие
(2.12)
Для обеспечения местной устойчивости
сжатого пояса отношения свеса пояса
к его толщине
не должно превышать
(2.13)
где
Находят геометрические характеристики принятого сечения балки (рис.2.3).
Рис.2.3. Сечение балки
Момент инерции сечения:
(2.14)
Момент сопротивления:
(2.15)
Площадь сечения:
(2.16)
Проверяют прочность и жесткость главной балки:
(2.17)
(2.18)
где
- нормативный изгибающий момент;
- коэффициент надежности по нагрузке
для временной нагрузки.
Допускается недонапряжение 5%. Если
будет излишний запас, перенапряжение
или
,
необходимо внести соответствующие
коррективы в сечение балки и произвести
новую проверку. Компоновку и подбор
сечения главной балки согласовывают с
руководителем курсовой работы.