Конструирование и расчет главной балки

Подбор основного сечения

Расчетная схема для главной балки представлена в прил.8.

Требуемый момент сопротивления:

Где:  γ_с=1

Определяется нормативная нагрузка на главную балку:

=( 1-2% от )

= 0,01* 24,4=0,244 кН/м²

Определяется расчетная нагрузка на главную балку:

Определяется расчетный изгибающий момент в середине пролета:

Вычисляется поперечная сила на опоре:

Главная балка рассчитывается с учетом развития упругих деформаций. Определяется требуемый момент сопротивления балки:

Двутавр с таким значение   подобрать нельзя, значит, надо будет использовать балку составного сечения.Изображение балки прил.9

Определяется оптимальная высота главной балки. Предварительно задается ее высота  и рассчитывается толщина стенки . Принимается толщина стенки 12 мм.

Определяется оптимальная высота балки:

.

Определяется минимальная высота главной балки :

Строительная высота балки находится исходя из заданных отметок верха габарита площадки H₁ и верха габарита оборудования под перекрытием Н₂, а также конструкции перекрытия:

,

гдеh_БН – высота балки настила, соответствующая принятому для нее номеру двутавра (см. пункт 1.1.1.3).

Высота главной балки принимается исходя из сравнения полученных высот: h_ГБ = h = 160 см.

Проверяется толщина стенки:

§ из условия работы стенки на касательные напряжения на опоре:

где R_s = 0,58·R_y =0,58·24 кН/см²= 13,92 кН/см²;

§ из условия местной устойчивости в середине пролёта:

 = 0,983 см

Принимаем t_w = 10 мм.

Сравнив полученные данные с принятой толщиной стенки (10 мм), делаем вывод, что она соответствует условиям прочности и обеспечению местной устойчивости.

Вычисляется момент инерции стенки балки :

Находится момент инерции стенки балки при толщине поясов 3 см:

Рассчитывается момент инерции поясных листов:

;

Необходимая площадь сечения поясов балки:

,

где h_f= hГБ – t_f = 160 см – 3 см = 157 см.

Принимаются стальные пояса шириной .Принятое сечение главной балки изображено в прил.10.

Принятое сечение проверяется на прочность.

.

Определяем максимальные нормальные напряжения в поясах балки:

Полученное сечение балки удовлетворяет условию прочности. Недонапряжения <2,8 %.

Принятая высота сечения балки больше минимальной, значит регламентируемый прогиб не будет превышен и его проверку выполнять не требуется.

Проверка стенки на местное давление

При этажном сопряжении балок настила с главными при отсутствии в сечении ребер жесткости стенка главной балки будет испытывать местное сжатие. Требуется проверить прочность стенки на пластические деформации. 

Опирание балки настила представлено в прил.11.

Производится проверка прочности стенки на местное сжатие:

,

где расчетное значение сосредоточенной силы, равное двум реакциям от балок настила; -  условная длина распределения сосредоточенной нагрузки;  Проверка показала, что прочность стенки на сжатие балки обеспечена.