Расчёт главной балки

Требуется скомпоновать составное сварное сечение и проверить прочность главной балки балочной клетки. Строительная высота перекрытия — не ограничена. Предельно допустимый прогиб при L=14 м — [1, табл. П2.2].

Рис. Расчетная схема главной балки Главная балка относится ко второй группе конструкций по назначению [5, табл. 50] и для нее с учётом климатического района строительства можно использовать сталь С255 с R_y=23,0 кН/см² при толщине 21…40 мм. Определение ширины грузовой площади для главной балки показано на рис. 8. Ввиду частого расположения сосредоточенных сил (опорные реакции балок настила) заменяем их действие эквивалентной погонной нагрузкой, приложенной вдоль верхнего пояса главной балки.

Собственный вес балки принимаем ориентировочно в размере 2% от действующей на неё нагрузки.

(рис. 10).

(рис. 10).

Принимаем :

Ориентировочно принимаем.

мм? 12 мм.

h=(1/10)L=м принимаем толщину стенки =12мм. (рис. 9).

Наименьший расход металла будет при высоте сечения:

Для сварных балок можно приять k=1,15.

Минимальная высота, при которой будет выполняться условие жёсткости с учётом ограниченного развития деформаций:

Высота балки должна быть больше минимальной, достаточно близкой к оптимальной и кратной модулю унификации по вертикали — 100 мм., тогда при этажном сопряжении получим:

h_max=H-t_n-h_b=170−0,7−29,9=139,4 см. — при этажном сопряжении.

h_max=H-t_n=170−0,7=169,3 см. — при сопряжении балок настила в одном уровне.

Принимаю этажное сопряжение балок настила к главной балке.

Принимаю высоту стенки 1300 мм и (рис. 9),.

Минимальную толщину стенки из условия работы на срез определим по формуле.

см, Для того чтобы не укреплять стенку продольным ребром, толщина стенки должна быть больше минимальной.

Окончательно принимаем толщину стенки мм. (рис. 9).

Определяем.

Определяю требуемую площадь сечения балки:

,.

тогда.

Ширина пояса должна быть в пределах от h /5=26 см до h /3=43,4 см Толщина пояса должна быть в пределах от t_w=1,4 см до 3t_w=4,2 см.

Принимаю сечение пояса 25Ч480 мм. (рис. 11).

Рис. Сечение главной балки Площадь принятого сечения полки>115,8 см^2.

Свес пояса: (рис. 9).

Проверка местной устойчивости сжатого пояса:

< 0,11*130/1,2=11,9.

9,4 < 15,0.

Местная устойчивость пояса обеспечена.

Геометрические характеристики сечения главной балки:

18 013 см³ >

Нагрузка от собственного веса балки:

0,51 кН/м²

Фактическая нагрузка:

4472 кН· м (рис. 8).

1278,0 кН (рис. 8).

Проверка устойчивости стенки балки:

Условие не выполнено.

Увеличиваем толщину стенки на 2 мм, принимаем .

Условие выполнено.

Уточним геометрические характеристики при .

F=2*=2*88,5=177,0 Кн — поперечная сила в балке настила;

= b+ 2*t_f = 14,0+2*2,5=19,0 см — условная длина распределенной нагрузки от балки настила.

Прочность балки обеспечена.

Рис. Схема для определения длины распределения нагрузки на балку.