Сбор нагрузок на главную балку

Балку проектируем переменного по длине сечения и рассчитываем без учёта развития пластических деформаций. Главная балка воспринимает нагрузку от балок настила, расположенных с шагом 1408 мм. При таком частом расположении этих балок можно считать, что главная балка нагружена равномерно распределённой нагрузкой.

Вес настила и балок настила:

,

где – собственный вес настила, ;

– линейная плотность балок настила, ;

– шаг балок настила, .

Вес главной балки принимаем в пределах (1..2)% от нагрузки на балку:

,

где – шаг колонн в поперечном направлении, .

Нормативная нагрузка на главную балку:

.

Расчётная нагрузка на главную балку:

Компоновка сечения главной балки.

Максимальный расчётный изгибающий момент в середине пролёта:

.

Максимальная поперечная сила на опоре:

.

Требуемый момент сопротивления сечения главной балки в упругой стадии работы:

,

где – расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).

Определяем ориентировочную высоту главной балки:

.

При расчёте по эмпирической формуле толщина стенки главной балки:

.

Толщина стенки главной балки из условий среза:

,

где – расчётное сопротивление стали срезу, .

Толщина стенки главной балки из условия местной устойчивости:

.

Принимаем толщину стенки главной балки по ГОСТ 82-70* (т. 7.14 [1]).

Определяем оптимальную высоту главной балки при :

,

где – коэффициент, зависящий от соотношения конструктивных коэффициентов поясов и стенки балки.

Минимальная высота главной балки:

,

где – величина, характеризующая допустимый прогиб, при длине главной балки по т. 1.5 [1] интерполяцией определяем ;

– расчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 20 до 40 мм (т. 2.3 [1]).

Принимаем высоту главной балки .

Принимаем толщину полки главной балки (т. 7.14 [1]), тогда высота стенки:

.

Высота по осям поясов:

.

Требуемый момент инерции сечения главной балки:

.

Требуемый момент инерции стенки главной балки:

.

Требуемый момент инерции полки главной балки:

.

Определяем требуемую площадь полки главной балки:

.

Определяем требуемую ширину полки главной балки:

.

Ширина полки главной балки принимается в пределах , но не менее 180 мм.

Принимаем ширину полки главной балки из универсальной широкополосной стали по ГОСТ 82-70* (т. 7.14 [1]).

.

Из условия свариваемости отношение толщины полки к толщине стенки не должно превышать 3:

.

Проверяем принятую ширину (свес) поясов , исходя из обеспечения их местной устойчивости:

Рис. 2.2 Сечение главной балки

Уточняем нагрузку на главную балку с учётом собственного веса главной балки.

Площадь поперечного сечения главной балки:

.

Вес главной балки:

.

Нормативная нагрузка на главную балку:

.

Расчётная нагрузка на главную балку:

Максимальный расчётный изгибающий момент в середине пролёта:

.

Максимальная поперечная сила на опоре:

.

Проверяем толщину стенки главной балки из условия среза:

,

где – расчётное сопротивление стали срезу, .

Проверяем условие, при соблюдении которого не требуется постановка продольных ребер в стенке:

.

Расчётные геометрические характеристики сечения главной балки.

Момент инерции сечения главной балки:

Момент сопротивления сечения главной балки:

.