Подбор сечения главной балки

 

Сечение главной балки назначается в зависимости от величины требуемого момента сопротивления сечения:

=7870,76 см³

 

Определяем высоту сечения главной балки.

Конструктивная высота балки: h_констр= = =120 см

Оптимальная высота балки: h_опт= 99,87 см           

 

Минимальная высота балки при условии, что предельный относительный прогиб балки ;  h_min= = =105,107см

 

Окончательно высоту главной балки h принимаем близкой к h_опт, не менее h_min и кратной 10 см. В нашем случае целесообразно принять h=110 см, так как балка с более низкой величиной стойки не будет обеспечивать требуемого момента сопротивления.

 

Рассчитываем и конструируем стенку главной балки.

По эмпирической формуле t_w=7+ =10,3 мм=1,03 см

Из условия прочности стенки на срез t_w= =0,689 см,

где R_s=0,58∙R_y=0,58∙23=13,34 кН/см²

 

Задаёмся предварительной толщиной поясов t_f =2 см.

 

Определяем высоту стенки h_w=110-2∙2=106 см.

 

Вычисляем высоту стенки из условия укрепления её только поперечными рёбрами жёсткости:

t_w= =0,6439см

Толщину стенки t_w окончательно принимаем большей второго и третьего значений, близкой к первому, и согласно с сортаментом на листовую сталь t_w=1,2 см,

 

Рассчитываем и конструируем пояса главной балки. Определяем требуемый момент инерции поясов:

 

= =299792 см⁴

 

Требуемая площадь сечения поясов при:

 

 

51,4 см²

Толщину пояса t_f определяем, следуя рекомендациям назначать толщину полки t_f не менее 12 мм и не более 3t_w: 12 мм < t_f < 3t_w:

       t_f,min=1,2 см, t_f,max=3t_w=3·1,2=3,6 см.

       Принимаем t_f=2 см.

 

 

       Определяем ширину пояса b_f

                          = 51,4 /2=25,7 см

       Принимаем b_f = 26 см, в соответствии с условиями: 18 см < b_f < 30t_f =60 см.

       Проверяем местную устойчивость пояса, при h_ef=h₀ =108 см:

                          b_ef/t_f < 0,11h_ef/t_w, где h_ef = h₀

                          , где  см;

                    - устойчивость сжатого пояса обеспечена.

Окончательно принимаем пояса балки сечением 26 ´2 см, размеры стенки – 106 ´ 1,2 см.

 

       Для подобранного сечения главной балки вычисляем геометрические характеристики:

       Момент инерции относительно оси х-х:                          = 119102+303264=422366 см⁴.

 

       Момент сопротивления сечения балки относительно оси х-х:

7680 см³

       Принятое сечение главной балки проверяем на прочность по нормальным напряжениям. Значение с_х определяем в зависимости от отношения  = =0,4088      путем интерполяции с_х=1,1455

23 кН/см² ≤ 23 - прочность балки обеспечена. 

Жёсткость главной балки не проверяем, так как принятая высота сечения:

    h=110 см > h_min=105,107см, что гарантирует прогиб в пределах норм.