Подбор основного сечения

В начале, в учебных целях расчет производим без учета пластических деформаций.

1. Требуемый момент сопротивления сечения:

2. Задаемся гибкостью стенки.

Рекомендуется предварительно принимать =120−140.

3. Оптимальная высота балки, при которой площадь сечения будет минимальной,.

В нашем случае, для балки переменного сечения оптимальная высота (при которой объем балки будет минимальным).

h_опт=0,95h¹_опт=0,95*124,2=118 см Минимальная высота балки (при которой балка отвечает требованиям жесткости при полном использовании прочностных свойств материала):

где = определяется по таблице 40[1]; (см. п. 4.2).

Максимальная высота (при которой отметка низа балки d_д=d_дmin) при этажном сопряжении главных балок и балок настила (см. рис. 7а).

.

где максимальная строительная высота перекрытия:

Если h_опт, следует принять этажное сопряжение.

У нас > h_опт=118 см, следовательно принимаем этажное сопряжение.

Принимаем h_б= h_опт=118 см; при этом h_б

Высота стенки.

Принимаем кратно модулю 5 см.

4. Толщина стенки с учетом принятой гибкости:

.

По условиям коррозионной стойкости .

По условию прочности в опорном сечении при работе на сдвиг:

где .

Принимаем стенку из прокатной широкополосной универсальной стали (ГОСТ 82−70*), если, или из толстолистовой стали (ГОСТ 199−74*), если, так, чтобы это значение удовлетворяло всем вышеуказанным требованиям. По сортаменту из этих стандартов t=6,7,8,9,10,11,12,14…мм.

Окончательно принимаем стенку из толстолистовой стали толщиной (ближайший размер по сортаменту к величине, найденной из условия сохранения предварительно принятой гибкости, при выполнении условий коррозионной стойкости и прочности).

Таким образом сечение стенки:

5. Требуемая площадь пояса из условия прочности.

.

Приравнивая =0 из-за его малой величины и выражая из формулы ^тр получим.

Проверяем найденное значение исходя из суммы площадей элементов сечения.

Сечение пояса принимаем по (ГОСТ 82−70*). Приведем ряд значений «b» и «t» по сортаменту из этого стандарта:

b=180,190,200,210,220,240,250,260,280,300,320,340,360,380,400,420,450,480,500,530,560… мм; t=10,11,12,14,16,18,20,22,25,28,30,32,40…мм.

Необходимо соблюдать следующие требования:

1.

• 2. При изменении сечения по ширине (см. рис. 8, а); при изменении сечения по толщине (см. рис. 8, б)
• а) б)

Рис. 8. Изменение сечения балки Б2: а — по ширине поясов; б — по толщине поясов

3. По условию местной устойчивости при изменении сечения по ширине; при изменении сечения по толщине.

5. Величина должна соответствовать предварительно выбранному диапазону толщин (см. п. 5.4). В случае невыполнения последнего условия следует заново определить и уточнить подбор сечения балки.

Принимаем изменение сечения пояса по ширине. Назначаем, тогда.

Принимаем.

(ближайший больший размер по сортаменту из ГОСТ 82–70).

При этом удовлетворяются все вышеуказанные условия:

• · 115/5=23 см <=36 см <115/2,5=46 см.
• · =36 см 30 см.
• · =36 см <
• ·

· соответствует диапазону 1,1 — 2,0 см.

При назначении размеров и рекомендуется рассмотреть несколько вариантов и выбрать такой вариант, при котором величина минимальна. Окончательные размеры основного сечения:

Стенка ;

Пояс ;

6. Геометрические характеристики основного сечения:

; ;

;

где принимается для материала пояса.

Момент инерции стенки:

Момент инерции поясов:

Где.

z=.

Момент инерции основного сечения:

Момент сопротивления основного сечения: