Момент инерции стенки балки

Требуемый момент инерции, приходящийся на поясные листы, равен

Расстояние между центрами тяжестей поясных листов

h₀ = h – t_f = 1,74 – 0,02 = 1,72 м = 172 см.

Требуемая площадь сечения одного пояса балки

Поясные листы балки принимаются из листа универсальной широкополосной стали по ГОСТ 82-70^* (см. приложение, табл. 3) 500  20 мм, площадь сечения пояса – A_f = 50 2,0 = 100 см².

Проверяются принятые размеры поясных листов:

t_f = 20 мм < 3t_w = 312 = 36 мм;

b_f = 500 мм > b_f.min = 200 мм. (из конструктивных соображений)

Таким образом, местная устойчивость сжатого пояса обеспечена.

Фактические геометрические характеристики подобранного сечения

Рис. 6. Сечение главной балки

1. Высота сечения балки:

h = h_w + 2 t_f = 1,70 + 20,02 = 1,74 м = 174 см.

2. Площадь сечения:

A = h_w t_w + 2b_f  t_f = 1701,2 + 2502,0 = 404 см².

3. Момент инерции сечения:

4. Момент сопротивления сечения:

5. Статический момент полусечения относительно нейтральной оси:

6. Отношение площади сечения поясного листа к площади сечения стенки:

Проверяется прочность принятого сечения на действие максимального изгибающего момента (рис. 6):

Недонапряжение в сечении:

Проверяется прогиб балки:

П р и м е ч а н и е . Если может превышать 5 %, при этом

3. Изменение сечения балки по длине

Поскольку составное сечение главной разрезной балки подбирается по максимальному изгибающему моменту М_max (в середине пролета), то его можно уменьшить у опор. Изменение сечения производится за счет уменьшения ширины поясных листов, при этом их толщина остается неизменной.

Сопряжение поясных листов осуществляется посредством прямого стыкового шва, и уменьшенное сечение поясов принимается из условия прочности этого шва на растяжение:

R_wy = 0,85  R_y.

Место изменения сечения следует делать на расстоянии x = (L/6…L/7) от опоры.

Ширина измененного сечения пояса должна отвечать условиям:

Пример

Изменение сечения в соответствии с п. 5.19^* [3] выполняется без учета пластических деформаций за счет уменьшения ширины поясных листов на расстоянии около 1/6 пролета от опоры:

х = L/6 = 15/6 = 2,5 м.

Определяются усилия в балке на расстоянии 2,5 м от опоры (рис. 7):

Рис. 7. Изменение сечения балки по длине

Подбирается уменьшенное сечение балки, исходя из прочности стыкового шва нижнего пояса. Расчетное сопротивление сварного соединения встык на растяжение (ручная сварка) R_wy = 0,85R_y. = 0,85240 = 204 МПа.

Требуемый момент сопротивления:

Для определения требуемой площади поперечного сечения поясов производятся следующие вычисления:

I_f¹_.тр = I_x¹ - I_w = 1 274 115 – 491 300 = 782 815 см⁴.

Требуемая площадь поперечного сечения поясов в измененном сечении:

Ширина поясного листа:

Принимается поясной лист 280  20 мм из широкополосной универсальной стали по ГОСТ 82-70^*: b¹_f = 280 > b_f.min = 200 мм; b¹_f = 280 мм > b_f / 2 = 500 / 2 = = 250 мм; b_f¹ = 280 мм > h / 10 = 1740/ 10 = 174 мм.