Изменение сечения по длине балки

В целях экономии стали, в соответствии с эпюрой изгибающих моментов, произведём изменение сечения главной балки за счёт изменения ширины поясов. Оптимальное место изменения сечения поясов однопролётной сварной балки при равномерной нагрузке находится на расстоянии примерно 1/6 пролёта балки от опоры. Сечение балки изменяем на расстоянии от опоры (рисунок 2.4., 2.5.).

Изгибающий момент в месте изменения сечения:

Поперечная сила в месте изменения сечения:

Рисунок 2.4. Расчётная схема.

Рисунок 2.5. Изменение ширины пояса по длине балки.

Требуемый момент сопротивления изменённого сечения при выполнении стыка полуавтоматической сваркой:

, где

— расчётное сопротивление сварных стыков швов на растяжение;

— коэффициент условия работы.

Найдём требуемый момент инерции сечения:

Зная, что: и найдём требуемую площадь пояса балки:

, где

h_F1 — расстояние между центрами тяжести полочек

Ширина полки будет равна:

Поскольку ширина изменённого сечения пояса балки:

то по сортаменту на листовую сталь принимаем ширину полки .

Изменённое сечение показано на рис. 2.6.

Найдём геометрические характеристики изменённого сечения балки:

Момент инерции сечения:

Момент сопротивления сечения:

Статический момент полусечения:

Произведем проверку принятого сечения:

Нормальные напряжения в сварном шве и месте изменения сечения:

Наибольшие касательные напряжения у нейтральной оси сечения на опоре балки:

,

Проверяем приведённые напряжения от совместного действия нормальных и касательных напряжений на границе стенки в месте изменения сечения (примыкание балок настила в один уровень):