Расчет главной балки

Определение нагрузок и расчетных усилий

В балочной клетке применяются сварные главные балки составного сечения.

Нормативная погонная нагрузка на балку:

;

Расчетная погонная нагрузка на балку:

;

Расчетный изгибающий момент в середине балки:

Расчетная поперечная сила на опоре:

Подбор сечения составной сварной балки

Рис. 2. Сечение балки

Определим требуемый момент сопротивления:

;

Предварительно зададимся толщиной стенки составной балки:

.

где h = L/10 = 1400 мм.

Определим оптимальную высоту балки:

;

Определим минимальную высоту балки:

.

;

Назначим высоту балки h = 120 см.

Окончательно установим толщину стенки из следующих условий:

Из условия определения рациональной толщины стенки:

;

2) Из условия работы стенки на срез: (- определяется по СНиП ІІ-23):

RS = 0,58*2450=1421 кг/см2;

Ry = 2450 кг/см2.

;

Из условия местной устойчивости без постановки продольных рёбер жесткости:

;

Принимаем толщину стенки в соответствии с ГОСТ 82–70*: tw = 12 мм.

Определим горизонтальные размеры поясных листов.

Определим требуемый момент инерции балки:

;

tf= 26 мм = 2,6 см hw = 114,8 см.

Момент инерции стенки:

;

hz = 117,4 см.

Момент инерции, приходящийся на поясные листы:

;

Требуемая площадь поперечного сечения:

;

Определим ширину пояса в соответствии с сортаментом на листовой прокат, а также учитывая следующие требования: (предварительно приняв b=38см):

1) ;

;

2) Для снижения остаточных сварочных напряжений должно выполняться

tf = (2/3)*tw = 2,167*1,2 = 2,6.

3) Для обеспечения общей устойчивости балки ширину поясов надо выбирать в пределах Учитывая эти условия, и в соответствии ГОСТ 82–70* принимаем b = 380 мм = 38 см.

Подобранное сечение проверим на прочность.

Найдем фактический момент инерции:

балочный сварной сортамент листовой Момент сопротивления:

;

Проверим прочность в среднем сечении балки:

;

.

Изменение сечения главной балки

Цель — уменьшение расхода стали в сборных балках.

Назначим ширину поясного листа b1 измененного сечения, учитывая следующие условия:

, ;

.

По ГОСТ 82–70* b1=20см Определяем момент инерции измененного сечения:

;

Момент сопротивления:

;

Определим изгибающий момент, который может воспринять сечение: по СНиП ІІ-23−81*

;

Приравнивая M (x) = M1, находим расстояние х от опоры, где изменяется сечение балки:

х1=2,544 м, х2=12,106 м.

Проверка прочности прогибов и общей устойчивости балок

Проверку прочности главной балки выполняем в месте изменения сечения:

;

Вычислим нормальное напряжение в крайнем волокне стенки:

Вычислим перерезывающую силу в месте изменения сечения:

;

Вычислим статический момент поясов балки:

;

Вычислим касательное напряжение в крайнем волокне стенки:

;

= 301,575 < 1421;

Тогда:

2400,524 < 2817,5;