Подбор сечения главной балки

Сечение составной сварной балки состоит из трех листов: вертикального – стенка и двух горизонтальных – полок.

В нашем примере (при пяти грузах в пролете) расчетный изгибающий момент:

кНм.

Для принятой толщины листов полок tf20 мм расчетное сопротивление стали С245 равно Ry=240 МПа .

Коэффициент условия работы В первом приближении с1=1,1.

Требуемый момент сопротивления:

WTP=

Высота сечения балки h предварительно определяется по соотношению между hОПТ.W;

hОПТ.f и hmin, где hОПТ.W – оптимальная высота сечения из условия прочности; hОПТ.f. – оптимальная высота сечения из условия жесткости; hmin – высота сечения из условия минимальной жесткости, при обеспечении прочности.

1. Оптимальная высота балки из условия прочности:

см,

где - рекомендуемое отношение высоты балки к толщине стенки в пределах kW=125…140. Принимаем kW=125;

2. Оптимальная высота балки из условия жесткости:

см,

где ,

величина n0=232,3 получена для пролета L=18,5 м линейной интерполяцией.

3. Высота балки из условия минимальной жесткости при обеспечении прочности:

см.

В расчете полученные высоты располагаются в следующем соотношении:

hmin=84см < hОПТ,W=167,99см<hОПТ,f=173,92см.

Применяя правило выбора, выбираем высоту балки: h=hОПТ,W=1680 мм.

Высота главной балки, помимо расчетов, должна соответствовать наибольшей строительной высоте перекрытия согласно заданию: , где tH – толщина настила. Наибольшая строительная высота перекрытия определяется разностью отметок верха настила и габарита помещения под перекрытием: hCMAX=8,50-6,80=1,70м.

Так как h=1680 мм < hCMAX – tН=1700-6=1694 мм, оставляем выбранную высоту балки h=1680 мм.

Далее высота стенки hW назначается близкой к высоте балки h в соответствии с шириной листа сортамента универсальной или толстолистовой стали.

Так как наибольшая ширина листа универсальной стали равна 1050 мм, принимаем толстолистовую сталь шириной 1600 мм. С учетом обрезки кромок с двух сторон по 5 мм:

hW=1600 – 10 = 1590 мм.

По ранее принятому коэффициенту kW=125 определяем толщину стенки:

мм. Принимаем tW=14 мм.

Толщину полок назначаем равной tf=22 мм 3tW=42 мм, тогда полная высота балки оказывается равной: h=hW+2tf=1590+44=1634 мм.

Вычисляем момент инерции стенки:

см4.

Требуемый момент инерции полок:

I­f.тр=Iтр.max-Iw=2065694,6-468962,55=1596732,1 см4;