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.