3. Розрахунок головної балки прольотом 16м

3.1. Визначення розрахункових зусиль

Р озраховуємо головну балку складеного симетричного перерізу (з трьох листів). Навантаження на головну балку приймаємо рівнорозподіленим

Рис. 3.1. Розрахункова схема головної балки

кН/м;

кН/м,

де 5% (1.05) попередньо ураховуємо навантаження від власної ваги головної балки.

Визначаємо розрахунковий та нормативний моменти згину та поперечну силу на опорі

кНм;

кНм;

кН.

3.2. Підбір перерізу

Головну балку приймаємо змінного перерізу за довжиною і розраховуємо її без урахування розвитку пластичних деформацій.

Потрібний момент опору перерізу балки знаходимо за формулою

см³ .

При товщині листа мм розрахунковий опір згину кН/см², для сталі С255 т.51 [1], а розрахунковий опір зсуву кН/см².

Визначаємо висоту балки. Задаємося попередньо товщиною стінки за формулою мм Приймаємо товщину стінки попередньо 12 мм.

Оптимальна висота балки з економічних міркувань дорівнює

см,

де k =(1.1-1.2) – конструктивний коефіцієнт складеної балки.

Мінімальна висота балки при [3] знаходиться з умов жорсткості см.

Приймаємо висоту балки з умов відповідно см.

Перевіряємо стінку балки на зріз за формулою

см.

Приймаємо кінцеву товщину стінки см. Знаходимо потрібну площу пояса за формулою см².

Приймаємо пояс з універсальної широкополосної сталі (додаток - таблиця 2) перерізом мм ( см² ). Висота стінки балки см.

Відношення допустимо . Конструктивні вимоги b_f > 180 мм, b_f > h / 10 = 180 мм. Товщину пояса приймаємо t_f ≤ (2 – 3)t_w.

Стійкість пояса ,

де b_ef = b_f /2 = 360/2=180 мм – розрахункове звисання пояса.

С тійкість пояса забезпечена.

Визначаємо геометричні характеристики підібраного перерізу. Момент інерції

Момент опору

см³.

Перевіряємо міцність та жорсткість головної балки

МПа Мпа,

Міцність та жорсткість балки забезпечені.

3.3. Зміна перерізів поясів головної балки

З метою економії матеріалу зменшуємо переріз поясів на відстані м від опори.

Згинальний момент у місці зміни перерізу буде дорівнювати

кНм.

Потрібний момент опору перерізу балки при виконанні стику напівавтоматичним зварюванням без фізичного контролю якості при розрахунковому опорі стикового зварного шва Мпа,

см³.

Площа пояса см² ;

см – приймаємо ширину полички 22 см.

Визначаємо характеристики зменшеного перерізу Момент опору см³.

Нормальне напруження у зварному шві Мпа.

Найбільше дотичне напруження на опорі балки

МПа МПа,

де см³ – статичний момент зменшеного перерізу балки.

Перевіряємо приведені напруження на границі стінки у місці зміни перерізу (примикання балок настилу в одному рівні σ_loc = 0) за формулою

МПа < =276 Мпа,

де МПа;

МПа,

де см³ – статичний момент полиці балки зменшеного перерізу;

кн – поперечна сила у місці зміни перерізу балки.