Расчет и проектирование стальных конструкций балочной клетки (стр. 2 из 5)

см³

см

3.3 Подбор сечения главной балки

Находим толщину стенки пологая, что t_f=2 cм, h_w=h‑2 t_f= -2·2= см

а)

.

см = мм;

= 1,21 см = 12 мм.

Принимаем

мм.

Находим требуемую площадь поясов

:

см⁴;

см⁴;

см⁴;

см²;

см.

Принимаем пояса из листа 550×20 мм. При этом

см².

; ;

.

Таким образом, рекомендации выполнены. Принятое сечение балки показано имеет характеристики.

Рисунок 7 – Принятое сечение балки

Геометрические характеристики сечения:

см⁴,

см³.

Проверка прочности:

МПа

Недонапряжение составляет:

Проверки прогиба балки не требуется, так как принятая высота

м больше, чем м.

3.4 Изменение сечения главной балки

Принимаем место изменения сечения на расстоянии 2,3 м от опор, т.е. приблизительно 1/6l, как показано на рисунке 8.

Рисунок 8 – Изменение сечения по длине

Находим расчетные усилия:

кН·м;

кН.

Подбираем сечение, исходя из прочности стыкового шва нижнего пояса. Требуемый момент сопротивления равен:

см³.

Для выполнения стыка принята полуавтоматическая сварка без физического контроля качества шва.

см^4;

см⁴;

см².

см.

Принимаем поясной лист 300×20 мм.

Геометрические характеристики измененного сечения:

см;

см⁴;

см³;

см³ – статический момент пояса (3.7)

см³. – статический момент половины сечения

Проверка прочности по максимальным растягивающим напряжениям в точке А по стыковому шву (рис. 9).

Рисунок 9 – К расчету балки в месте изменения сечения

кН/см² < кН/см²

Наличие местных напряжений, действующих на стенку балки, требует проверки на совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений в уровне поясного шва и под балкой настила по уменьшенному сечению вблизи места изменения ширины пояса. Так как под ближайшей балкой настила будет стоять ребро жесткости, которое воспринимает давление балок настила, передачи локального давления в этом месте на стенку не будет,

.

Поэтому приведенные напряжения проверяем в месте изменения сечения на грани стенки (точка Б), где они будут наибольшими:

кН/см²;

кН/см²;

кН/см² < кН/см².=27.6 кН/см²

Проверка прочности опорного сечения на срез (по максимальным касательным напряжениям в точке В):

кН/см² < кН/см²

Проверка прочности стенки на местное давление балок настила по формуле:

кН/см² < кН/см²,

Где

кН, кН/м м;

см

b= 14,5 см – ширина полки балки настила I№36 из сортамента;

см – толщина полки главной балки;

см – толщина стенки главной балки.

Таким образом, прочность принятого уменьшенного сечения главной балки обеспечена.

3.5 Проверить общую устойчивость балки

Устойчивость балок проверять не требуется, если выполняются следующие условия:

– нагрузка передается через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный, в частности, железобетонные плиты или стальной лист;

– при отношении расчетной длины балки

(расстояние между точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений) к ширине сжатого пояса «b» не более

(3.7)

Коэффициент

принимается равным 0,3 при учете пластических деформаций. При отсутствии пластических деформаций . тогда;

> .

Следовательно, устойчивость балки можно не проверять.

3.6 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки

Устойчивость сжатого пояса при отсутствии пластических деформаций обеспечивается выполнением условия:

, где

.

В рассмотренном примере устойчивость обеспечена.

Расставим ребра жесткости и проверим местную устойчивость стенки.

Рисунок 10 – Расстановка ребер жесткости. Расчетные усилия для проверки устойчивости стенки

Ребра жесткости принимаем односторонние шириной

мм

и толщиной

мм.

В отсеке №1 стенка работает в упругой стадии и проверка устойчивости выполняется по формуле