Конструирование и основные проверки сечения главной балки

Балку проектируем сварной двутаврового сечения из стали С255 по ГОСТ 27772-88 с расчетным сопротивлением при толщине листа t=20÷40 мм (пояса) и при t=10÷20 мм (стенка) по таблице 51 СНиП [1];

при t=10÷20 мм по таб. 1 СНиП [1];

и при t=10÷20 мм по таб. 1 и 51 СНиП [1];

Требуемый момент сопротивления сечения балки по условиям прочности при изгибе (из формулы 28 СНиП [1])

где для поясных листов, по таблице 6 СНиП [1].

Требуемый момент инерции сечения по условиям жесткости, определяемый величиной предельно допустимого прогиба балки при (таблица 19 СНиП [2]), из формулы:

(нагрузка в длины балки).

Принимаем предельную по требованиям местной устойчивости стенки условную ее гибкость и определяем соответствующее ей отношение

,487

где для стенки балки.

Для определения направления оптимизации сечения - по условиям прочности или жесткости, вычислим минимальные необходимые площади сечения балки (см. Приложение 2 [5]):

а) по условиям прочности (по )

б) по условиям жесткости (по )

Поскольку , далее конструирование сечения ведем по условиям прочности.

Оптимальная высота сечения стенки (по Приложению 2 [5]):

по условиям прочности

Принимаем высоту стенки . (Учитывая, что готовый прокат кратен 5 см из широкополосной универсальной стали, а при - кратен 10 см из толстолистовой стали).

Толщина стенки

Принимаем

Требуемая площадь сечения одного поясного листа:

по условиям прочности

Ширину и толщину и поясных листов принимаем, сообразуясь со стандартными размерами листов широкополосной универсальной стали по ГОСТ 82-70.

При этом должны выполняться условия:

при выполнении поясных швов автоматом;

для равномерного распределения в поясе.

для снижения сварочных напряжений в поясных швах;

для обеспечения местной устойчивости сжатого пояса (п.7.24 СНиП [1])

Соответственно этому, принимаем

Для принятого сечения балки вычисляем геометрические характеристики.

Состав сечения:

Стенка – 1200х9/ГОСТ 19903-74^*

Пояса – 300х20/ГОСТ 82-70^*

рис. 5.2.1. Расчетная схема сечения балки

Момент инерции сечения:

Момент сопротивления:

Статический момент полусечения :

Статический момент пояса относительно оси x-x:

Показатель экономичности при конструировании сечения по условиям прочности:

Принятое сечение сварной главной балки проверяем:

а) на прочность в сечении на при действии

(п.5.12 СНиП [1]):

(запас прочности )

б) на прочность при действии в сечении на опоре (п.5.12 СНиП [1]):

в) на жесткость по второй группе предельных состояний

Сечение экономично и удовлетворяет требованиям прочности и жесткости.

Проверку общей устойчивости балки не делаем, т.к. она раскреплена в пролете второстепенными балками и настилом.