2020-10-12
116
Висота балки з умови жорсткості. За вимогою: можливе пересування вантажу по перекриттю робочої площадки, приймаємо граничне значення прогину головної балки:
,
де 
– прольот балки.
Мінімальна висота балки за формулою:
Товщина стінки. Мінімальну товщину стінки із умови її міцності при роботі на зріз визначаємо за формулою:
де 
;
- розрахунковий опір сталі С245 зрізу;
- коефіцієнт умов роботи, [СНиПII.25-81*, 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 пружної роботи сталі:
→ 
; 
Вибираючи стандартну ширину прокатної сталі за ГОСТ 19903-74*, остаточно приймаємо висоту стінки 
.
Площа одного поясу. Необхідну площу поясу визначаємо за формулою:
.
Приймаємо ширину поясу
тоді товщина поясу
→ 
Для забезпечення місцевої стійкості стиснутого поясу обмежується величина його звісу 
(мал.3.2.) відповідно до умови:
.
де 
- товщина полиці з умови обмеження залишкових напружень від зварної стінки з поясом повинна бути менша
Остаточно приймаємо переріз головної балки, показаний на мал.
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.
Зміна перерізу
Умовне рівномірне розподілене навантаження з урахуванням власної ваги балки:
.
Визначимо у загальному вигляді згинаючий момент і перерізуючу силу в місці зміни перерізу, на відстані х від опори:
З’єднання між собою окремих частин полички у місці зміни перерізу виконують стиковим зварним швом, найчастіше якість стикового шва контролюють лише візуально.
Розрахунковий опір стикових швів розтягу при візуальному контролю якості швів:
.
При фізичних методах контролю якості шва
,
тобто при фізичному контролю маємо шов, рівний за міцністю з основним металом - металом поличок.
Потрібний момент опору у місці зміни перерізу:
Площа полиці за формулою:
потрібна ширина зменшеної полиці(при 
):
Ширина полиці повинна бути не менше:
, або 
→ 
.
Остаточно приймаємо 
та обчислюємо геометричні характеристики зміненого перерізу:
момент інерції
момент опору
При 
маємо 
, тобто прийнявши за конструктивними вимогами 
, ми ще маємо значний запас міцності за новим зміненим перерізом балки. Таким чином, при розрахунках отримали потрібну ширину полиці 
,тоді залишаємо раніше призначене місце зміни перерізу.
У місцях зміни перерізу в поличках рівень нормальних напружень близький до розрахункового опору металу. Значними також є і дотичні напруження. Тому тут обов’язкова перевірка міцності за приведеними напруженнями в стінці на межі її з’єднання з поличками:
,
Де: 
- нормальні напруження на межі з’єднання стінки з поясом;
- дотичні напруження в тому ж місці.
Значення цього згинаючого моменту має місце в поперечному перерізі на відстані х від опори і визначається за формулою:
→ 
→ 
→
.
Якщо під коренем утвориться від’ємне значення, то це означатиме, що
→ х1,2 = L/2.
Відстань зміни перерізу від лівої опори:
.
Обчислюємо нормальні напруження:
Дотичні напруження визначаємо за формулою Д.І.Журавського:
де перерізуюча сила в перерізі при 
:
;
статичний момент площі зміненого поперечного перерізу поясу відносно нейтральної осі ”Х-Х”:
Перевіряємо приведені напруження за формулою:
- міцність забезпечена.
