Подбираем сечение вспомогательных балок

Сосредоточенная нагрузка, действующая на балку настила (рис. 3* ):

Рис.3*. Расчетная схема вспомогательной балки.

 

Нормативная нагрузка Р_бн^н = Q_бн ^н =(40, 5 + 0, 486) * 5, 25 / 2 =107, 6

Расчетная нагрузка Р_бн = Q_бн = 126, 95кН

Усилия, действующие в балке настила, при пролете балки равном 6м:

Нормативный изгибающий момент М ^н = Р _б.н^н * l / 4 M ^н = 107, 6 * 6 / 4 = 161, 4 кН м

Расчетный изгибающий момент

 

M = Р _б.н * l / 4 M = 126, 95 * 6 / 4 = 190, 42 кН м = 19042 кНсм

Расчетная поперечная сила Q = Р _б.н =126, 95 кН

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки:

W_xn^тр = 19042/ 24.5 = 778см ³

Принимаем I 40 : W_x = 803 см ³, J_x = 15750 см⁴, S _х = 456 см ³, b _f = 12 см,

t _f = 1.52 см, t _w = 0, 7 см, , вес 1 п. м. равен 0.481 кН/м

Дополнительные усилия от собственного веса балки:

Нормативный М₁^н = 0.481 * 6 ² / 8 = 2, 16 кНм

Расчетные М₁ = 0.481 * 1.05 * 6 ² / 8 = 2, 272 кНм

Q₁ = 0.481 * 1.05 * 6 / 2 = 1, 515 кН

для проката толщиной 10 -20 мм R_y = 24.5 кН/ см²

Нормальные напряжения s = (19042+227)/ 803 = 23, 9 < 24.5 кН / cм²

Относительный прогиб f / l = (19042+227) * 600 /( 10 * 15750 * 2.06 10⁴ ) = 0, 0037 < 0, 004

Жесткость балки настила обеспечена.

Касательные напряжения t = Q * S _x / (J _x * t _w ) = (126, 95+1, 515) * 456 / (15750*1) =

= 3.72 < = R_s * g _c = 14, 21 кН/ см²

Q = 259, 251 + 2, 473 = 261, 724 кН,

Расход=48, 1*6*39 / (63*18) =9, 9 кг/м²

 

 

Таблица 1*

Наименование Элементов	Первый вариант	Второй вариант
Расход стали	Количество балок	Расход стали	Количество балок
кг / м 2	Типоразмеров	Штук	кг / м 2	Типоразмеров	штук
Балки настила	19, 9			8, 1
Вспомог. балки				9, 9
ИТОГО	19, 9
Стоимость, руб

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ

 

1.5.Выбор оптимального варианта

По результатам сравнения вариантов для дальнейшей разработки принимаем первый вариант, менее трудоемкий в изготовлении и монтаже.

РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ

 

Определение нормативных и расчетных нагрузок

 

Расчетной схемой главной балки является однопролетная балка, загруженная равномерно распределенной полезной нагрузкой и нагрузкой от собственного веса балок настила и настила.

Нормативная величина равномерно распределенной нагрузки:

q ^н = b * ( p ^н *+ g ^н_н + g ^н_бн ) = 6 * ( 11+2, 5+0, 57 /3) = 82, 14 кН / м.п

Расчетная величина равномерно распределенной нагрузки:

q = b * (n₁* p^н + n₂* g ^н_н + n₂ * g ^н_бн) = 6 * (1, 2 *11 +1, 1*2, 5 + 1, 1*0, 57 / 3) =

= 96, 954 кН / м.п

 

Определение усилий

Максимальная величина изгибающего момента, действующего в середине пролета главной балки:

М ^н = q ^н * l ² *a / 8 = 82, 14 * 21 ² *1, 02 / 8 = 4618, 53 кН*м

М = q * l ² * a / 8 = 96, 954 * 21 ² *1, 02 / 8 = 5451, 48 кН*м

Поперечная сила:

Q = q * l * a / 2 =96, 954*21*1, 02 / 2 =1038, 38 кН

2.3.Компоновка сечения главной балки

 

Для определения высоты главной балки вычисляется требуемый момент сопротивления

W _тр = M / R _y =545148 / 24, 5= 22250, 94 см ³

Минимальная высота балки, определенная из условия обеспечения требуемой жесткости:

h _min = l * R _y * g _c / (10 ⁵ * f / l ) * М ^н / М, где f / l =1 / 400 и R _y = 24.5 кН / см ²

h _min = 2100 * 24.5 * 400 * 461853 / 10⁵ * 545148=174.36 см h _opt = 1.15 * Ö W _тр / t _w

Ориентировочная толщина стенки балки

t _w = 7 + 3 * h / 1000, где h =(1/10)* l = 21000/10 = 2100 мм

t _w = 7 + 3*2100 /1000 =13, 3 мм

Принимаем толщину стенки балки 14 мм. Оптимальная высота балки, обеспечивающая ее минимальный вес:

h _opt = 1.15 * Ö 22250, 94 / 1.4 = 144, 98 см, т.к. h _opt < h _min, то

h _opt = 1, 73 *Ö W _тр / t _w = 1, 73 * Ö 22250, 94 / 1.4 =218, 1 см

При этом высота балки не может быть больше необходимого ограничения габарита:

h _стр = H-( t _н+ h _б.н. ) =(11-7) –(0.12 + 0.4) =3.48 м

Принимаем h = (0.85-0.9) * h _opt = 190 см

Принятая толщина стенки проверяется на срез

t _w ³ K*Q / (h _w * R _s* g _c ) =1.2*1038.38 /(190*14.21) =0.769 см, условие выполнено

Определяем условную гибкость стенки:

l _w = h _w / t _w*Ö R _y / E =190 / 1.4 *Ö 24.5 / 20600 =4.68 < 5.1, условие выполнено

Требуемая площадь сечения пояса:

A _f ^тр = W тр / h - t _w * h / 6 = 22250, 94 / 190 - 1.4 * 190 / 6 = 72, 78 см²

Обычно ширина пояса принимается равной (1/3 - 1/5) * h. Принимаем b _f = 40 см

(b _f ³ 180 мм), толщина пояса t _f = A _f / b _f = 2 см., учитывая что t _f £ 3 t _w

(20мм < 42мм)

Рис.4*. Составное сечение главной балки

 

Значит h _w = h - 2 * t _f =190- 2*2 =186 см

Для обеспечения устойчивости сжатого свеса пояса необходимо, чтобы соблюдалось условие: b _ef / t _f £ 0.5 * Ö E / R _y

b _ef = b _f / 2=40/2=20 см -это ширина свеса сжатого пояса

20 / 2 £ 0.5 * Ö 20600 / 24.5

10 £ 14, 5 - устойчивость сжатого свеса пояса обеспечена

 

Проверка нормальных напряжений

 

Определяем геометрические характеристики:

Момент инерции сечения: J _xp = t _w * h _w ³ / 12 +2* b _f * t _f * ( h _w /2+ t _f /2 )² =

= 1.4 * 186 ³ / 12 +2 * 40 * 2 * ( 186/2 + 2/2 )² = 2164493.2 см ⁴

Момент сопротивления: W _x = 2 * J _xp / h = 2 *2164493.2 / 190 = 22784.14 см ³

Нормальные напряжения s = M / W = 545148 / 22784.14 = 23.9 кН / см ² < 24.5 кН / см ²

Недонапряжение в балке

(R _y * g _c -s) / (R _y * g _c) *100% £ 5%

(24, 5-23, 9) / 24, 5 *100% = 2, 34 % £ 5%

 

Изменение сечения балки по длине

Сечение балки изменяют в целях экономии металла. Рациональное место изменения сечения на расстоянии 1/6 от опор.

X = 1/6*L=21/6=3, 5 м

Принимаем место изменения сечения на расстоянии 3.5 м от опоры.

Принимаем ширину пояса в измененном сечении равной минимальной конструктивной

b _f ¹ ³ 1/10*h =190/10=19 см

b _f ¹ ³ 0.5 * b _f = 40/2=20 см

b _f ¹ ³ 180 мм

Принимаем b _f ¹ = 20 см

В месте изменения сечения изгибающий момент и поперечная сила для разрезных балок: М ¹ = q * X* ( l-X ) *0.5 =96.954 *3.5*(21-3.5)*0.5=2969.22 кНм

Q ¹ = q*(l-2*X)*0.5=96.954*( 21-2*3.5) ) * 0.5 = 678.678 кН

Требуемый момент сопротивления сечения W _тр = М ¹ / R_wy

Расчетное сопротивление стыкового сварного шва Rwy = 0.85 * R_y

R_wy = 0.85 * 24.5 = 20.825 кН / см ²

W _тр = 296922 / 20.825 = 14257.96 см ³

Требуемая площадь пояса А _f¹ = W _тр /h - t _w * h /6 = 14257.96/190 – 1.4*190/6 = 30.71 см ²

Зная t _f =2см окончательно назначаем ширину b _f ¹=20см

Площадь сечения балки

A¹ = 2 * b _f ¹ * t _f + h _w * t _w = 2 * 20 * 2 + 186 * 1.4 = 340, 4 см²

Момент инерции измененного сечения

J ¹ = t _w * h _w ³ /12 +2* b _f ¹ * t _f * ( h /2 + t _f /2 ) ² = 1, 4*186 ³/12+2*20*2*(190/2-2/2) ²= =1457613, 2 см ⁴

Момент сопротивления

W ¹ = 2 * J ¹ / h =2*1457613, 2 /190 =15343, 29 см ³

Статический момент пояса относительно нейтральной оси

S _f ¹ = b _f ¹ * t _f * ( h _w /2 + t _f /2) =20 *2 *(186 /2+2 /2) =3760 см ³

Статический момент половины сечения, относительно нейтральной оси

S _x ¹ = b _f ¹ * t _f * h /2 + h _w /2 * t _w * h _w /4 = А _f¹ * h /2 + А _w /2 * h _w /4 =

=30.71*190/2 +1.4*186 /2 *186 /4=8971.75 см ²

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. В каких случаях устанавливают хомуты,поперечное сечение?
2. Выбор источника света для системы общего равномерного освещения цеха и вспомогательных помещений.
3. Гипербола – всякое сечение плоскостью, проведенной под меньшим углом к оси конуса, чем образующая.
4. Для обеспечения расчетного потока бетонной смеси для бетонирования плит перекрытия и балок необходимо два автобетоносмесителя марки СБ-130.
5. Дополнительные данные для проектирования стропильных балок
6. Если невозможно применить пресечение, а таймаут не срабатывает или неприменим в данной ситуации, попробуйте работать над задачей и одновременно убедительно повторяйте «Нет».
7. Есть и третье пересечение: это ижорская Гатчина, которой успешно руководил Александр Петрович.
8. Золотое сечение в астрономии
9. ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ—ЗАКОН ПРОЯВЛЕНИЯ ГАРМОНИИ В ПРИРОДЕ
10. Изготовление сварных тавровых балок
11. Каким должно быть минимальное сечение медных жил проводов и кабелей вторичных цепей кранов всех типов?
12. ЛИСТ № 5. ВЗАИМНОЕ ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ