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:
.