Определение расчетных нагрузок и усилий.

При опирании по верху колонн балка рассматривается как однопролетная свободно лежащая на опорах, загруженная равномерно распределенной нагрузкой (т.к. при шаге балок настила а = 0,75м в пролете размещается более 4-х сосредоточенных груза).

Нагрузка подсчитывается с грузовой площади, приходящейся на 1 м.п., при шаге главных балок L₂ = 6м. грузовая площадь Агр = l * l₂ = l * 6 = 6м².

Собственный вес балки

предварительно принимается 1-2 % нагрузки, приходящейся на балку.

Максимальный расчетный изгибающий момент в балке по формуле:

1414,7 кН*м=141470 кН*см

Максимальная поперечная сила по формуле:

кН

2.3 Компоновка сечения балки.

Требуемый момент сопротивления по формуле (1)

Минимальная высота сечения свиной балки из условия (2) при

Толщина стенки из формулы (1)

С учётом размеров сортамента листового проката ГОСТ 199903-74*
Оптимальная высота балки по формуле (1)

Назначаем высоту балки h=90см и толщину стенки
Проверка толщины стенки по формуле (3)

т.е. условие удовлетворяется
Проверка толщины стенки по условию (4)

Условие соблюдается, значит установка продольных рёбер жёсткости в стенке не требуется.
Момент инерции стенки по формуле (5)

где: - толщина полки предварительно.
Момент инерции полок по формуле (6)

Площадь сечения полки по формуле (7)

Здесь

Ширина полки при Принимает сечение полок
тогда
Проверка принятой ширины (свеса) полки по формуле таблице …

(18)

2.4 Окончательный расчет балки

Геометрические характеристики подобранного сечения по формулам:

- площадь поперечного сечения по формуле (8):

- статический момент полусечения по формуле (9):

-момент инерции по формуле (10):

-момент сопротивления по формуле (11):

Проверка прочности балки:
- по нормальным напряжениям по формуле (12):

-по касательным напряжениям по формуле (14):

т.е. условия выполняются, размеры сечения достаточны.
Проверка прогиба балки по условию (15):

условия соблюдаются, жесткость балки достаточна.
Проверка прочности поясных швов при и
выполняется по металлу границы сплавления (табл. 3,4) по условию:
, (19)
где: - статистический момент пояса (полки);
- минимальный катет углового шва (табл. 3.3);
- количество швов (двусторонний шов)

прочность сварочного шва обеспечена.

Потеря общей устойчивости балки может наступить, когда сжатый пояс не раскреплен в боковом направлении настилом или связями.
В данном случае главная балка раскреплена балками настила через и проверка ее общей устойчивости может не выполняться, если соблюдается условие:

(20)

где при: и максимальное значение по формуле:

(21)

Условие (19) выполняется, следовательно, проверки общей устойчивости балки не требуется.
Потеря местной устойчивости может произойти в стенке или в полке балки. Критическое состояние быстрее наступит в тонких, гибких элементах при отношении высоты к толщине больше предельных. Проверка местной устойчивости пояса выполнено ранее.
Устойчивость стенки балки считается обеспеченной, если условная гибкость ее не превышает 3,2, а при наличии подвижной нагрузки – 2,2. В данном случае условная гибкость стенки , следовательно, необходимо установка ребер жесткости. При этом расстояние между поперечными ребрами не должно превышать .
Конструктивно увязываем расположение ребер шагом балок настила . При шаге балок , ребра распологаем через два шага т.е. – 150см.
Определяем размеры ребер. Ширина ребра
Принимаем Толщина ребра
принимаем Расположение опорных ребер определяется конструкцией опорного узла.

Список литературы

1. Т.Н. Цай, М.К. Бородич, А.П. Мандриков Строительные конструкции T.I. издание 2-е дополненное и переработанное. М. Строиздат. 1984 г.

2. А.П. Мандриков. Примеры расчета металлических конструкций T.I. издание 2-е дополненное и переработанное. М. Строиздат. 1991 г.

3. В.В. Доркин, А.Н. Добромыслов. Сборник задач по строительным конструкциям. - М. Стройиздат. 1986 г.

4. СНиП П-23-81* Стальные конструкции.

5. СНиП 2.2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.