Компоновка и подбор сечения главной балки

Вычисление максимального изгибающего момента:

Вычисление максимальной поперечной силы:

Определения требуемого момента сопротивления сечения:

где - зависит от класса стали; (для листового проката)

первоначально принимается для толщины листа , принятый по

таблице 51^* СНиП II.23-81^*.

Определяем высоту балки.

Устанавливают высоту главной балки исходя из трех условий:

1) наименьшего расхода металла - (экономичность);

2) требуемой жесткости балки - ;

3) ограниченной строительной высоты конструкции перекрытия

где -конструктивный коэффициент;

-ориентировочная толщина стенки, определяемая по эмпирической формуле

 

- предварительно принимающаяся высота

;

где -величина, обратная предельному относительному прогибу главной

балки

Балка должна вписываться в заданную высоту конструкции перекрытия

В целях унификации конструкций балки устанавливается кратной .

Окончательно принимают высоту , близкую к оптимальной, но не меньше

минимальной. Кроме того, балка должна вписываться в заданную строительную

высоту конструкции перекрытия.

При поэтажной схеме сопряжения балок должно выполняться условие:

принимаем поэтажное сопряжение балок, h=1,6м.

Определение толщины стенки полки из двух условий:

1) прочность на срез

2) местной устойчивости без укрепления продольного ребра жесткости

где , причем толщиной предварительно задаются ()

принимаем , тогда

-расчетное сопротивление стали сдвигу

 

Принимаем

Размеры поясных листов определяют исходя из необходимой несущей способности

балки.

Требуемый момент инерции сечения балки:

Требуемый момент инерции поясных листов:

Так как момент инерции поясных листов балки относительно ее нейтральной оси

то требуемая площадь сечения одного пояса будет равна:

Поясные листы проектируются из широкополосной универсальной стали

(с учетом стандартной толщины и ширины). При этом следует учитывать

зависимость расчетного сопротивления от толщины листа. Толщину поясного

листа обычно назначают в пределах , но не менее толщины стенки,

1) во избежании больших напряжений при сварке обычно принимают:

2) из условия обеспечения общей устойчивости балки ширина поясных листов

принимается:

Окончательно принимаем

3) с учетом развития пластических деформаций, местная устойчивость будет

обеспечена при выполнении основного условия:

, но не более

где - расчетная ширина свеса сжатого пояса.

 

местная устойчивость обеспечена.

Из условия равномерного распределения напряжений по ширине растянутого пояса

балки не рекомендуется принимать ширину поясов более 30 их толщин:

условие выполняется.

 

 

Определение фактических геометрических характеристик сечения:

Момент инерции:

где

Момент сопротивления:

С₁ = 1,086

Проверка прочности по нормальным напряжениям:

прочность обеспечена

Вычисление недонапряжения:

Недонапряжение для сварной главной балки не должно превышать 5%: