Нагрузки и статический расчет балки

Нагрузка на главную балку, отнесенная к 1м² настила площадки

                                                                                               Таблица 5.1.

№ п/п	Вид нагрузки	Нормативная, кН/м2		Расчетная, кН/м2
1	Постоянная нагрузка: а) стальной настил 0,864 кН/м2 б) второстепенные балки 33 0,33:1,00=0,33 кН/м2 в) собственный вес главной балки  при шаге В=5,5 м Итого:1,36 кН/м2	1,36	1,05	1,43
2	Временная нагрузка	26,0	1,2	31,2

 

Нагрузка на 1 м главной балки при ширине полосы грузовой площади равной шагу главных балок В=5,5м:

нормативная:

постоянная  кН/м

временная  кН/м

расчетная:

постоянная  кН/м

временная  кН/м

 

Расчетные усилия в сечениях главной балки, как в простой балке с шарнирными закреплениями на опорах с пролетом L=A=10 м

 

 

в середине пролета

 

 

на опорах

 

 

5.2. Конструирование и основные проверки сечения главной балки

Балку проектируем сварной двутаврового сечения из стали С255 по ГОСТ 27772-88 с расчетным сопротивлением  при толщине листа t=20÷40 мм (пояса) и при t=10÷20 мм (стенка) по таблице 51 СНиП [1];

при t=10÷20 мм по таб. 1 СНиП [1];

и  при t=10÷20 мм по таб. 1 и 51 СНиП [1];

Требуемый момент сопротивления сечения балки по условиям прочности при изгибе (из формулы 28 СНиП [1])

 

где  для поясных листов,  по таблице 6 СНиП [1].

Требуемый момент инерции сечения по условиям жесткости, определяемый величиной предельно допустимого прогиба балки  при  (таблица 19 СНиП [2]), из формулы:

 

(нагрузка в  длины балки).

Принимаем предельную по требованиям местной устойчивости стенки условную ее гибкость  и определяем соответствующее ей отношение

,487

где  для стенки балки.

Для определения направления оптимизации сечения - по условиям прочности или жесткости, вычислим минимальные необходимые площади сечения балки (см. Приложение 2 [5]):

а) по условиям прочности (по  )

б) по условиям жесткости (по  )

 

Поскольку , далее конструирование сечения ведем по условиям прочности.

Оптимальная высота сечения стенки (по Приложению 2 [5]):

по условиям прочности

 

Принимаем высоту стенки . (Учитывая, что  готовый прокат кратен 5 см из широкополосной универсальной стали, а при  - кратен 10 см из толстолистовой стали).

Толщина стенки

Принимаем  

Требуемая площадь сечения одного поясного листа:

по условиям прочности

Ширину и толщину  и  поясных листов принимаем, сообразуясь со стандартными размерами листов широкополосной универсальной стали по ГОСТ 82-70.

При этом должны выполняться условия:

 

 при выполнении поясных швов автоматом;

 для равномерного распределения  в поясе.

 для снижения сварочных напряжений в поясных швах;

 для обеспечения местной устойчивости сжатого пояса (п.7.24 СНиП [1])

Соответственно этому, принимаем

 

Для принятого сечения балки вычисляем геометрические характеристики.

 

Состав сечения:

 

Стенка – 1200х9/ГОСТ 19903-74^*

Пояса – 300х20/ГОСТ 82-70^* 

 

рис. 5.2.1. Расчетная схема сечения балки

Момент инерции сечения:

Момент сопротивления:

Статический момент полусечения:

Статический момент пояса относительно оси x-x:

Показатель экономичности при конструировании сечения по условиям прочности:

Принятое сечение сварной главной балки проверяем:

а) на прочность в сечении на  при действии

 (п.5.12 СНиП [1]):

(запас прочности )

б) на прочность при действии  в сечении на опоре (п.5.12 СНиП [1]):

в) на жесткость по второй группе предельных состояний

Сечение экономично и удовлетворяет требованиям прочности и жесткости.

Проверку общей устойчивости балки не делаем, т.к. она раскреплена в пролете второстепенными балками и настилом.