Проверочные расчеты элементов балочной клетки

Расчет выполняется с целью проверки прочности и жесткости балок и ребер в принятом варианте. Нагрузку для каждого элемента подсчитываем и сводим в таблицу 5.

Таблица 5 – Нагрузки на второстепенную балку, кПа.

Нагрузка	Нормативная нагрузка	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка
Постоянная:
собственный вес настила	tnγ=0,785кПа	1,05	кПа
собственный вес балок	p/b1=0,252 кПа	1,05	кПа
ребро	dhγ/ln=0.0148 кПа	1,05	кПа
Временная:
полезная	=22 кПа	1,3	кПа
Итого:	кПа		кПа

Относительный прогиб должен удовлетворять условию:

где  – суммарная погонная нагрузка,

Жёсткость обеспечена.

Находим суммарную расчетную нагрузку:

Прочность балки определяем по формулам в упругой и пластической стадиях соответственно:

Подставим данные в формулы.

Проверка прочности в упругой и пластической стадиях работы изгибаемых балок обеспечена.

Необходимо проверить прочность ребра. В состав сечения ребра кроме вертикального элемента включают часть настила шириной , смотреть рисунок 5. Для расчетного сечения находим центр тяжести, вычисляем момент инерции и момент сопротивления. Принятые размеры ребра приняты dxh=14х90 мм. Прочность ребра проверяем по формуле:

Рисунок 5 – Поперечное сечение ребра

Прочность ребра обеспечена. Прочность одностороннего шва, соединяющего ребро с настилом, при его толщине =7 мм (табл.38 [1]) проверяем по формуле:

где Q – расчетная поперечная сила для ребра настила;

    S – статический момент листа относительно нейтральной оси.

Прочность сварного одностороннего шва обеспечена.

Проектирование главной балки

Определение нагрузок и расчётных усилий в балке

Нагрузки, действующие на главную балку:

Максимальные значения изгибающего момента и поперечной силы:

Подбор сечения сварной балки. Проверка её прочности, жёсткости и устойчивости (общей и местной)

Вычисляем минимальную высоту, м, главной балки из условия требуемой жёсткости:

Требуемый момент сопротивления

коэффициент надёжности, зависит от класса сооружений.

Определим высоту сечения баки и условия предельной гибкости стенки

Принимаем большую высоту, находим высоту стенки балки

Определим толщину стенки:

-из условия прочности по касательным напряжениям

-из условия постановки поперечных рёбер жёсткости

Согласно ГОСТ принимаем

Оптимальная высота находится

Из двух значений принимаем большую и увязываем размеры с ГОСТом. Принимаем размеры стенки  мм. Необходимо определить площадь одного пояса. Для этого находим момент инерции поясов, принимаем высоту балки равную

Площадь одного пояса:

Принимаем ширину пояса равную 530 мм, что находится в пределах

Принимаем

Толщина пояса

 мм (106 см²) ГОСТ 82-70^*

Проверяем местную устойчивость пояса

Вычисляем ширину пояса

Принимаем

Требуемый момент сопротивления:

Сечение пояса на опоре:

Принимаем

Проверочные расчёты

 

Рисунок 4 – Размеры поперечного сечения главной балки

В середине пролёта

Момент инерции:

На опоре:

Статический момент пояса на приопорном участке

Проверяем погрешность по нормальным и касательным напряжениям

- нормальные напряжения

- касательные напряжения

Прочность стенки по напряжениям в месте изменения сечения пояса

коэффинциент влияния пластических деформаций

Проверяем условие жёсткости

Проверяем местную устойчивость стенки балки.

Поперечные рёбра жёсткости предусмотрены в пролёте через 2 м и на расстоянии 1,5 м от опорного ребра.

Так как расстояние между рёбрами жёсткости а>h_ef, то изгибающий момент определяется в середине отсека длиной: a’= h_ef.То есть в сечении Х=2,7м от опорного ребра.

Напряжение в стенке

Определим условную гибкость стенки

Для того что бы определить критическое напряжение необходимо по таблице 3 (методические указания) найти δ:

Определим критическое касательное напряжение

Расчёт деталей сварной балки

Рассчитываем поясные швы на сдвиг от силы

Проверку местной устойчивости выполняем в табличной форме.

 

Рисунок 5 – Схема балки для определения местной устойчивости стенки

Таблица 1 – Проверка местной устойчивости стенки

Формула или обозначение	Отсеки
	1	2	3

Условиевыполняется.