Определение расчетных усилий в сечениях балки.

Максимальный изгибающий момент:

М^н _мах = = = 2068, 38 кН Ä м;

М_мах = = = 2466, 29 кН Ä м.

Максимальная поперечная сила:

Q_мах = = = 587, 21 кН,

где a = 1, 03 -- коэффициент, учитывающий собственную массу балки.

Назначение высоты сечения балки.

Высота балки назначается с учетом трех условий:

1. Высота должна быть не ниже минимальной h _min (чтобы прогиб балки не превышал установленного)

h _min = ,

где = ; W = .

2. Высоту балки желательно принять близкой к оптимальной (из условия наименьшего веса балки)

h _opt = ,

где толщина стенки t_w ориентировочно назначается.

3. Принятая высота балки в сумме с высотой вышележащих элементов не должна превышать заданную строительную высоту площадки.

Требуемый момент сопротивления:

W = = = 9747, 04 cм³.

Нормальные напряжения:

= = = 21, 22 кН/см².

Минимальная высота балки:

h _min = = = 142, 598 cм.

Ориентировочная толщина стенки:

t_w 11, 28 мм. Принимаем t_w = 11 мм.

Оптимальная высота балки:

h _opt = = = 94 см.

Высота балки из условия габарита:

h = 1200-1000-0, 6-18 =197, 6 см,

где 1200см – отметка верха настила;

1000см – отметка верха габарита;

22; 0, 6 -- соответственно высота балок настила и толщина настила.

Назначаем высоту стенки h_w = 1400 мм.

Назначение размеров сечения стенки.

 

Толщина стенки из условия среза:

t_w = = 0, 43 см.

Для обеспечения местной устойчивости стенки без дополнительного укрепления ее продольным ребром толщина стенки должна быть:

t_{w см.}

Назначаем сечение стенки 1400 х 9 мм.

Задаем толщину пояса t_f = 14мм.

Определение размеров сечения поясов.

 

Требуемый момент инерции сечения балки:

J=W = 695938, 66 cм⁴.

Момент инерции стенки:

J_w = = 205800 cм⁴.

Требуемые момент инерции и площадь сечения поясов:

J_f = J – J _w = 695938, 66 – 205800= 490138, 66 cм⁴;

A_f = = 49, 03 см².

Учитывая, что b_f = h = (460…280) мм,

b_f = = 30, 2t_f,

Назначаем сечение пояса 360х14 мм с А_f = 50, 4 см².

Проверка прочности назначенного сечения.

Момент инерции сечения:

J_x = = 709647, 79 см⁴.

Наибольшее нормальное напряжение:

кН/см².

Недонапряжение составляет:

.

Изменение сечения балки.

Как было показано выше, сечение балки назначается по максимальному изгибающему моменту, действующему в середине пролета. Ближе к опорам этот момент значительно уменьшается, и поэтому для балок пролетом более 10 м с целью экономии стали целесообразно изменять сечение. Наиболее удобно изменять сечение поясов, уменьшив только их ширину. Ширина пояса в измененном сечении должна быть не менее (1/ 10 )h = ( 1/ 10) Ä 1428 =142, 8 мм, не менее 0.5b_f = 0.5 Ä 360 =180 мм и не менее 180 мм. Изменение сечения по длине балки производиться на расстоянии (1/5…1/6 ) Ä l = (1/5…1/6 ) Ä 16, 8 = (3, 36…2, 8)м. Во избежание попадания опирания балок настила в месте изменения сечения принимаем х=3 м.

Рис. 2.3 Расчетная схема главной балки

Установив место изменения сечения, определяем:

Изгибающий момент, действующий в месте изменения сечения:

М’ = = =1447, 06 кН Ä м.

 

Поперечная сила, действующая в месте изменения сечения:

Q’ = = = 312, 6 кН.

Требуемый момент сопротивления:

W’ = = 5719, 6 см³.

Требуемый момент инерции балки:

J’=W’ = 408379, 44 cм⁴.

Момент инерции стенки:

J_w = = 205800 cм⁴.

Требуемые момент инерции:

J’_f = J’ – J _w = 408379, 44 – 205800 = 202579, 44 cм⁴.

Площадь сечения пояса:

A’_f = = 20, 26 см².

Учитывая, что b’_f > 142, 8мм, b’_f > 180мм, принимаем сечение пояса 160 х 1, 4 мм с А’_f = 22, 4 см².

Проверка прочности назначенного сечения.

Момент инерции сечения:

J’_x= = 429732, 35 см⁴.

Наибольшее нормальное напряжение:

.

Недонапряжение составляет:

.

В месте изменения сечения на уровне поясных швов действуют большие нормальные и касательные напряжения, поэтому необходимо проверить прочность стенки по приведенным напряжениям:

,

где

.

Кроме этого необходима проверка прочности по максимальным касательным напряжениям на опоре:

,

где

см³ – статический момент полусечения.

Расчет поясных швов.

 

Поясные швы воспринимают сдвигающие усилия между полкой и стенкой. Сварные соединения с угловыми швами рассчитываются на срез по двум сечениям: по металлу шва и по металлу границы оплавления. В курсовой работе допускается производить расчет только по металлу шва.

Требуемый катет поясных швов:

,

где S’_f –статический момент полки (в измененном сечении)

b_f – коэффициент, зависящий от способа сварки; при автоматической сварке b_f=1.1;

R_wf – расчетное сопротивление металла шва;

g_wf –коэффициент условий работы шва, равный 1.

По конструктивным требованиям (t_f = 14мм) принимаем k_f=5 мм.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: