Подбор размеров поперечного сечения главной балки

Требуемый момент сопротивления сечения главной балки определяем с учетом возникновения возможных пластических деформаций, см³:

где M_max - максимальный изгибающий момент в главной балке, кН*cм;

c_x = 1,1 – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций;

R_y – расчетное сопротивление стали главной балки, кН/см².

γ_с – коэффициент условий работы элементов конструкций и соединений, 0,9

Определение высоты главной балки выполняется с соблюдением трех условий:

1. наименьшего расхода металла;

2. требуемой жесткости конструкции;

3. заданной строительной высоты перекрытия.

Схема поперечного сечения сварной главной балки

Экономичность сечения достигается оптимальным соотношением между высотой балки и толщиной стенки.

Оптимальная высота главной балки из условия экономии стали определяется по формуле, см:

k – коэфф., зависящий от конструктивного оформления балкиk=1,2-1,15 для сварных балок принимаем (k=1,5)

t_w – толщина стенки балки составного сечения, предварительно принимаемая по таблице 22,t_w=10мм =1см.

h – высота балки, принимаемая из условия

;

L -расчетный пролет главной балки, равный расстоянию между осями балочной клетки в продольном направлении, м.

Минимальная высота балки обеспечивает необходимую жесткость конструкции при полном использовании несущей способности материала. Для упругопластической работы, минимальная высота балки определяется по формуле, см:

где c_x = 1,1 – коэффициент, учитывающий развитие пластических дефор.

Ry – расчетное сопротивление стали главной балки, 26= кН/см²;

= – относительный предельно допустимый прогиб конструкции,

Принимаем из условий высоту главной балки h_гб=155,см

Высота главной балки включает высоту стенки балки и толщину ее поясов,

где h_w - высота стенки балки, принимаемая h_w=150см.(принимаем два листа по1050мм)

t_f - толщина пояса главной балки, принимаемая предварительно 6,10,12, 22 мм по таблице 22 Приложения, t_f =2,5 см.

Проверяем принятую толщину стенки балки из условия работы стенки балки на срез:

;

где R_s = 0,58 R_y – расчетное сопротивление стали срезу, кН/см².

Местная устойчивость стенки балки высотой до 2 м будет обеспечена без установки продольного ребра жесткости, если будет выполняться условие: ;

Требуемая площадь сечения пояса главной балки определяется по формуле:

;

где M_max - максимальный изгибающий момент в главной балке;

h – высота главной балки, см;

t_w– толщина стенки балки составного сечения, условно 1= см;

h_w - высота стенки балки, см.

При определении ширины поясных листов должны выполняться следующие условия:

1. Во избежание сварочных деформаций при сварке пояса со стенкой нужно соблюдать соотношение:

;

Условие выполняется

2. Из условия общей устойчивости балки минимальная ширина пояса балки должна быть в интервале, см:

; ;

3. Толщину поясного листа, принятую предварительно10, 20, 22, 25 ммпо таблице 2 Приложения, используют для определения ширины поясного листа по формуле, см:

; принимаем t_f= 2,5см.