Підбір перерізу головної балки

Розрахунок головної балки складеного двотаврового перерізу.

Розрахункові навантаження. На головну балку передаються зосереджені навантаження, що є опорними реакціями від балок настилу (рис.5.1). В нашому випадку .

Рис. 5.1. Розрахункова схема головної балки та епюри внутрішніх зусил

Еквівалентне умовне рівномірне розподілене навантаження:

Максимальні внутрішні зусилля:

Тут

1,03 – коефіцієнт, що попередньо враховує навантаження від власної ва-

ги головної балки.

Головні балки за вимогою ДБН віднесено до другої групи стальних конструкцій, тому приймаємо сталь класу міцності С245 з розрахунковим опором

Висота балки з умови жорсткості. Граничне значення прогину головної балки:

,

де – прольот балки (табл. 2.1).

Мінімальна висота балки за формулою:

.

Товщина стінки. Мінімальну товщину стінки із умови її міцності при роботі на зріз визначаємо за формулою:

.

Тут ;

- розрахунковий опір сталі С245 зрізу;

- коефіцієнт умов роботи, [1, табл. 6*].

Оптимальна товщина стінки за формулою:

.

Остаточно приймаємо з урахуванням сортаменту стінку товщиною .

Оптимальна висота балки. З умови найменшої витрати сталі оптимальну висоту балки визначаємо за формулою:

де необхідний розрахунковий момент опору головної балки в межах пружньої роботи сталі:

Вибираючи стандартну ширину прокатної сталі за ГОСТ 19903-74*, остаточно приймаємо висоту стінки ; висоту балки, ототожнюючи її з висотою стінки, приймаємо, поки що,

Площа одного поясу. Необхідну площу поясу визначаємо за формулою:

.

Приймаємо ширину поясу

приймаемо

тоді товщина поясу

Використовуючи стандартні товщини прокатної листової сталі, остаточно приймаємо

Для забезпечення місцевої стійкості стиснутого поясу обмежується величина його звісу (рис.5.2) відповідно до [1, п.7.24*]:

.

В нашому випадку

-

- місцева стійкість стиснутого поясу забезпечена.

Остаточно приймаємо переріз головної балки, показаний на рис.5.2.

Рис. 5.2. Остаточний переріз головної балки

Геометричні характеристики перерізу:

момент інерції:

момент опору:

.

Тут .

Урахування власної ваги балки. Площа перерізу

.

Об’єм одного метру довжини балки (погонного метру):

;

об’ємна вага сталі - .

Тоді нормативнавласна вага одного метру довжини балки:

.

Розрахункова власна вага одного метру довжини балки:

.

Скорегований згинаючий момент:

.

Нормальні напруження:

-

- міцність за нормальними напруженнями забезпечена.

Прогин балки не перевіряємо, тому що

Таким чином, міцність перерізу балки в середині прольоту забезпечена.