Уточняем нагрузку на балку

Погонная (линейная) нагрузка для расчета на прочность:

где g_fb – вес 1 м.п. балки настила, g_fb=0,443 кН/м.

Линейная нагрузка для расчета на жесткость равна:

Определяем расчетные усилия

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета балки

Максимальная поперечная сила на опоре

 

Проверка прочности

Касательные напряжения в опорном сечении балки проверяем по формуле

где R_s = 0,58 R_y = 0,58×240 = 139,2 МПа

Коэффициент с принимаем по прил. Е[ 1 ] а зависимости от отношения A_f / A_w = 15,5/24,17= 0,64, при котором с = 1,1.

Выполняем проверку нормальных напряжений

 

 

Требование прочности выполняется

 

Проверка жесткости

Определяем прогиб балки в середине пролета

 

Требование второго предельного состояния выполняется, так как

f= 1,91см <f_u= 2,87 см

 

Статический расчет и подбор сечения составной сварной балки

Подобрать сечение составной сварной балки, являющейся главной балкой рабочей площадки.

Исходные данные:

(а) по заданию на проектирование

- пролет главной балки l_mb = 16,0 м;

- шаг главных балок a_mb = 5,5 м;

- строительная высота перекрытия h_max–не ограничена

-  материал – углеродистая сталь обычной прочности;

- временная равномерно распределенная нагрузка на площадку v₀ = 26 кН/м² (вся временная нагрузка длительнодействующая).

(б) по результатам выполнения предшествующих разделов

- количество балок настила, опирающихся на главную балку 12 (11 шагов по 1,4 м и 2 шага по 0,3 м);

- шаг второстепенных балок a_fb= 1,4 м;

- второстепенные балки из двутавров 35Б2 (по ГОСТ 26020-83), ширина полки b_{f, fb}= 155 мм;

- реакция второстепенной балки Q_{f b} = 125,18 кН;   

- постоянные нагрузки: от массы настила g_{sh , n}= 0,942 кН/м², от второстепенных балок g_{fb, n}= 0,316 кН/м².

Расчетные характеристики материала и коэффициенты.

 

Сварные балки перекрытия относятся к 1-й группе конструкций (прил. В[1]). Сталь обычной прочности, соответствующую этой группе, принимаем С255 по ГОСТ 27772-88(табл. В1 [1] ). Расчетное сопротивление стали принимаем для листов толщиной до20 мм (предполагаемая толщина поясов балки) R_y= 240МПа, R_un = 370 МПа (табл. В5 [1]), E = 2,06×10⁵ МПа, n = 0.3 . Для сооружений 2-гокласса ответственности ([4]) коэффициент надежности по ответственности равен g_n= 1,0.

Коэффициент условий работы при расчете на прочность g_c=1,0, при расчете на устойчивость g_c=0,95 (табл. 1 [1]).

Коэффициенты надежности по нагрузке g_fg =1,05 , g_fv=1,20.

Предельный относительный прогиб главной балки f_{mb, u} = l_mb/227,8, (табл. Е1[2]).

 

Статический расчет

Расчетную схему главной балки принимаем в виде разрезной шарнирно-опертой однопролетной балки. Поскольку число сосредоточенных грузов от давления балок настила более 5, то нагрузку принимаем в виде равномерно распределенной.

Погонная (линейная) нагрузка для расчета на прочность определяется по формуле

 

где g_mb – вес 1 м.п. главной балки, принимаем g_mb=2,5 кН/м.

Линейная нагрузка для расчета на жесткость равна:

 

     

Рис. 6.1. Расчетная схема балки

 

Максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета балки

Максимальная поперечная сила на опоре

Изгибающий момент в середине пролета балки от нагрузки для расчета на жесткость

 

6.3.Компоновка и предварительный подбор сечения составной балки

Принимаем гибкость стенки l _w=125, в соответствии с рекомендациями

[ 3 ]. Минимальная толщина стенки равна t_{w , min}= 8 мм.

Определяем минимальную высоту сечения сварной балки при предельном относительном прогибе ( f_mb / l_mbu =1/227,8)

 

Находим минимальную толщину стенки из условия предельного прогиба

Толщина стенки из условия прочности на срез равна

 

где R_s=0,58R_y=0,58×240=139,2 МПа.

Определяем наименьшую толщину стенки из условия смятия, поскольку принимаем этажное сопряжение балок в балочной клетке. В каждом узле опираются две балки настила, поэтому F=2Q_fb = 2×125,18=250,36 кН. Толщиной полки главной балки задаемся t_f=2см.

 

Находим толщину стенки, соответствующую балке оптимальной высоты.

 

Сравниваем все полученные значения толщины стенки:

h _{, min}= 74,29см; t_{w , f}= 0,59см; t_{w , s}= 0,91см; t_{w , loc}= 0,54см; t_{w , opt}= 1,29см

Наибольшее значение из этого ряда t_{w, opt}= 1,29 см показывает, что следует принимать высоту балки, соответствующую t_{w, opt}.

 

Принимаем толщину стенки 16 мм (по сортаменту), тогда высота стенки будет равна

h_w = t_w l _w=1,6×125 = 200 см.

Принимаем размеры стенки с учетом стандартных размеров ГОСТ

h_wхt_w = 2000x16 мм.

Определяем размеры поясных листов. Требуемая площадь поясов (принимая h = h_w) равна

 

Требования, предъявляемые к размерам поясных листов и диапазон определяемых величин следующие:

b_f=(1/3…1/5)h = 40…66,7см;

t_{f , max}= 3 t_w= 3×1,6=4,8см;

 

Принимаем размеры поясных листов с учетом ослабления верхнего пояса отверстиями для болтов крепления балок настила b_fxt_f = 450x18 мм, которые удовлетворяют всем вышеуказанным требованиям. Подобранное сечение показано на рис. 6.2.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: