Расчет главной балки.

Главные балки балочных клеток проектируют составными из листовой стали по ГОСТ 82-70^*. Соединение листов осуществляется сваркой или заклёпками. Большинство используемых составных балок – сварные, клёпаные балки применяются в основном при тяжёлой подвижной нагрузке, так как в этих условиях они значительно надёжнее сварных. В обычных условиях сварные балки более экономичны.

Расчетная схема балки приведена на рис. 3.4.1.

Рис. 3.4. а). Расчетная схема главной балки.

б). Сечение главной балки.

Расчет главной балки ведется по наиболее оптимальной нагрузке на 1 м² перекрытия, высчитанной по двум схемам балочных клеток, наиболее оптимальной получилась балочная клетка нормального типа с шагом балок настила l_бн=1м и нагрузкой g =102,8 кг/м~=1,03 кН/м

Определяем нормативную и расчетную нагрузки на балку:

Определяем расчетный изгибающий момент в середине пролета:

Определяем поперечную силу на опоре:

Главную балку рассчитываем с учетом развития пластических деформаций. Определяем требуемый момент сопротивления балки, принимая коэффициент с₁=1,12:

Определяем оптимальную высоту балки по формуле:

При этом предварительно задаем высоту балки

и толщину стенки

принимаем t_w=11 мм.

Полученная высота и толщина стенки находятся в пределах рекомендуемых
таблицей 7.2. (3)
Из условий обеспечения жесткости, определяем минимальную высоту балки:

Определяем минимальную высоту балки по формуле:

Строительную высоту балки определяем, исходя из максимально возможной заданной высоты перекрытия и его конструкции:

Так как h_опт<h_min<h_max можно принять h_min или заменить сталь на менее прочную Сравнивая полученные высоты, принимаем высоту балки

h =130 см.

Проверяем принятую толщину стенки:

по эмпирической формуле

из условия работы стенки на срез

Чтобы не применять продольных ребер жесткости, толщину стенки определяем по формуле:

Сравнивая полученную расчетным путем толщину стенки с принятой, принимаем t_w=10 мм и приходим к выводу, что она удовлетворяет условию прочности на действие касательных напряжений и не требует укрепления ее продольным ребром жесткости для обеспечения местной устойчивости.

Размеры горизонтальных поясных листов определяем, исходя из необходимой несущей способности балки. Для этого определяем требуемый момент инерции сечения балки:

Находим момент инерции стенки балки, принимая толщину поясов, исходя из того, что толщина горизонтального поясного листа сварной балки обычно принимают не более 2-3 толщин стенки: t_f=2,0 см.

;

Момент инерции, приходящийся на поясные листы (момент инерции полки):

Момент инерции поясных листов балки относительно её оси где А_f – площадь сечения поясов. Моментом инерции поясов относительно их собственной оси ввиду его малости пренебрегаем.

Отсюда получаем требуемую площадь сечения поясов балки:

где

Принимаем пояса из универсальной стали 340х20 мм по ГОСТ82-70, для которой b_f/h=340/1300=1/3,82=0,26 находится в пределах рекомендуемого отношения.

Уточняем принятый ранее коэффициент учета пластической работы с:

По прил.5 [3] принимаем с=1,116, которое практически соответствует заданному с₁=1,12.

Проверяем принятую ширину (свес) поясов, исходя из их местной устойчивости, по формуле:

Проверяем несущую способность балки по формуле

,

исходя из устойчивости стенки в области пластических деформаций балки в месте действия максимального момента, где Q и τ=0:

где

Подобранное сечение балки проверяем на прочность. Для этого определяем момент инерции и момент сопротивления балки:

;

Наибольшее нормальное напряжение в балке:

Подобранное сечение балки удовлетворяет проверке прочности и не имеет недонапряжения больше 5%. Проверку прогиба балки делать не нужно, так как принятая высота сечения больше минимальной и регламентированный прогиб будет обеспечен.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: