Материал: Расчет главной балки

 =  = 2,1 < ()max

()max = δ[0,41++(0,73-0,016)] =

= 1[0,41++(0,73-0,016)] = 29

,1<29 - условие выполняется.

.3 Проверка прогиба главной балки

Относительный прогиб  не должен превосходить допустимого значения  =

 ≤  =  = 0,0025

 = * = 0,013* = 0,0012

=  = 22000*6+99,3*6+230*6/0,75+1670 = 136105,8 = 136,1 кН*м

.4 Расчет крепления балок настила к главным балкам

Крепление балок настила главной балке предусматривается с помощью опорных столиков. Опорные столики воспринимают все опорное давление , которое передается на главную балку. Торец балки настила крепится к стенки главной балки на болтах уголками.

Определяем опорную реакцию

 =  = 89,7

Расчетная длина сварного шва  на одной стороне столика вычисляют при усилии 2/3 в веду возможной перегрузки одной стороны при неизбежных не точностях во время изготовления и монтажа

 =  =  = 6,7 см

Конструктивно принимаем равнобокие уголки 100×8 мм, длина уголка равна ширине полки двутавра плюс 80 мм

=b

Для предотвращения изгиба укороченной полки уголка ставим по оси ребро жесткости

t=8 мм d=16 мм =19 мм

Такой же уголок предусмотрен на стенки балок настила, его длину определяют из условия размещения двух монтажных болтов.

Минимальная длина уголка и стенки

 = 2*2*19+3*19=133 мм

Проверяем прочность верхней полки уголка от действия изгибающего момента. Считаем, что опорная реакция  при прогибе балки действует на внешнюю кромку. Полки опорного столика с эксцентриситетом.

= 4 см

А по отношении к внутренней стенки уголка

 = 3,2 cм

М =  = 89,7*0,04 = 358,8 = 3,6

 = 89,7*3,2=287,04=2,8

Требуемый момент сопротивления опорного столика

=  =  = 12,2 см3

Для полки, усиленной ребром жесткости t = 8 мм, W рассчитывают, определяя последовательно площадь таврового сечения с полкой вверху

А =  = 21*0,8+0,8*6 = 21,6 см2

Статический момент сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести полки

 = 0,8*6*3,4 = 16,32 cм3

Где расстояние Z1 от оси полки до центра тяжести сечения

=  =  = 0,8 см

Момент инерции сечения

 +

Моменты сопротивления сечения:

верхней части

=  =  = 46,01

нижней части

=  =  = 9,7

 +  = 54,3 см4

Проверяем прочность сварных швов опорного столика на действие опорной реакции FA и момента М=FAb'a.

Расчет по металлу шва

 =  = 70,4 МПа

 = 2(14-1) = 26 cм

 =  = 27,6 см3

 14-1 = 13 см

Суммарное напряжения в швах составит

σ =  <

σ =  = 148 < 180*1*1 = 180 МПа - суммарное напряжение в швах обеспечивается.

В расчетах лобовой шов вдоль вертикальной полки уголка столика выполняется конструктивно и его работа идет в запас прочности, если же его учесть в расчете, то может оказаться возможным толщину шва tω уменьшить до 6 мм.

Балки настила к главным балкам можно крепить также на болтах к поперечным ребрам, совмещаемым с ребрами жесткости стенки. В этом случае болтовое соединение рассчитывают из условий прочности на срез и смятие:

Требуемое число болтов d=16 мм нормальной точности по прочности на срез

n =  =  = 3,3

На смятие соединяемых элементов

n =  =  = 2,8

Принимаем 4 болта d=16 мм нормальной точности класса 4,6; отверстие под болты принимаем d=19 мм.

.5 Расчет изменения сечения главной балки по длине

Сечение составной балки, подобранной по максимальному моменту, можно в соответствии с эпюрой моментов уменьшить в местах снижения моментов на некотором расстоянии от опор. При равномерной нагрузке наиболее выгодное место сечения поясов в однопролетной балки находится на расстоянии примерно 1/6 пролета балки от опоры. Наиболее простым способом является изменение ширины пояса, при этом не изменяется высота балки и верхний пояс остается гладким. Проведем расчет изменения ширины пояса, назначив стык на расстоянии 1/6 пролета от опоры.

Определяем расчетный момент и поперечную силу в сечении 1-1 на расстоянии:

х =  =  = 1,5 м

 =  = 941,6 кН*м

 = 167,4(9/2-1,5) = 502,2 кН

Требуемы момент сопротивления при упругой работе

 =  = 0,004804 см³

Требуемый момент инерции в сечении балки 1-1

 = 4804*99/2 = 237798 cм4

Момент инерции, приходящейся на поясные листы

 = 237798-71447,9 = 166350

 =  = 71447,9

Требуемая площадь поясных листов

 =  = 35,4 cм2

Принимаем пояс из универсального листа, размером 200x20 мм.

А = 20*2 = 40 см2

Проверяем устойчивость стенки балки в месте изменения сечения балки.

М1=941,6 кН*м, =502,2 кН.

 - условие прочности сечения выполняется.

Вычисляем отношение ()max и сравниваем его c  для участка между балками настила, где =75 см

*100 = 6,3-общая устойчивость балки в уменьшенном сечении обеспечивается.

Так как длина отсека =1,5 м превосходит его расчетную высоту ==95 см, то при вычислении средних напряжений σ и τ в отсеке, принимаем расчетный участок длиной равной расчетной высоте отсека d= =95 см. Последовательно определяем изгибающий момент в сечении на границе расчетного участка крайнего отсека

Среднее значение момента на расчетном участке

Определяется краевое нормальное напряжение сжатия стенки по середине расчетного участка

σ =

Поперечная сила

Средняя поперечная сила в пределах расчетного участка отсека

Определяем среднее касательное напряжение

τ =

Определяем критическое нормальное напряжение, предварительно вычислив коэффициент защемления стенки

δ = β

= < 6

= = 3,21< 6

При δ принимаем по интерполяции .

Критическое нормальное напряжение составит

Критическое касательное напряжение

Проверяем устойчивость стенки при отсутствии местных напряжений

 - условие выполняется, стенка устойчива принятая по конструктивным требованиям расстановка ребер жесткости через 1,5 м - удовлетворяет условие обеспечения устойчивости стенки.

.6 Расчет опирания главной балки на колонну

Главная балка опирается на колонну сверху и крепится к оголовку на болтах, опорный торец балки пристроган. Так как балка опирается на оголовок колонны пристроганной, площадью торцевой части нижнего пояса, то проверку торца балки на смятие не проводим. В этом случае делаем расчет на смятие торцов опорных ребер и проверку опорного участка балки на устойчивость из плоскости балки, как условного опорного стержня, в площадь сечения , включаются опорные ребра и часть стенки балки шириной по:

∆ = 0,65 в каждую сторону.

Рассчитываем опорные ребра на смятие торцевой поверхности при действии F=Q=753,3 кН.

Требуемая площадь смятия

Принимаем опорные ребра толщиной , тогда толщина одного ребра

Назначаем ребра шириной =10 см.см.

С учетом среза угла на 4 см расчетная ширина ребра по торцу смятия рассчитывается

Общая площадь сечения смятия двух ребер

˃