Расчет и конструирование составной главной стальной балки

Главная балка воспринимает нагрузку от вспомогательных балок, расположенных с шагом 2.6 м. Сосредоточенная сила F= 234.38кН

Подбор сечения составной главной балки

Определим максимальный изгибающий момент в балке:

Тогда необходимый момент сопротивления сечения:

Определение геометрических размеров элементов сечения начнем с нахождения высоты балки. Минимальная высота балки из условия жесткости при максимальном относительном прогибе 1/400 должна быть не менее:

Толщину стенки рассчитываем по формуле:

Принимаем толщину стенки равной 1 см.

Оптимальную высоту балки можно посчитать по эмпирической формуле:

где k =1.15 – для сварных балок.

Принимаем высоту балки h = 55 cм и толщину стенки tw=10 мм. Проверяем принятую толщину стенки из условия действия касательных напряжений:

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

Далее производим подбор размеров полок балки. Для чего вычисляем требуемый момент инерции сечения балки I, момент инерции стенки Iw, и полок If:

,

Затем находим площадь сечения полок Аf и находим их размеры:

,

где h0 =55-2=53см – расстояние между осями полок.

Принимаем сечение полок 230х20 мм. Тогда площадь сечения полок Аf=44.5см2.

Проверяем принятую ширину поясов b, исходя из обеспечения их местной устойчивости:

Условие удовлетворяется. Проверим то же, при упругопластической работе сечения балки:

Окончательные размеры элементов сечения балки:

высота балки h 55см

высота стенки h 51см

толщина стенки tw 1см

ширина полки b 24см

толщина полки tf 2см

Проверяем принятое сечение на прочность. Для этого предварительно вычисляем

фактические момент инерции и момент сопротивления балки:

,

где

.

Напряжение составляет:

Проверяем касательные напряжения по нейтральной оси сечения у опоры балки

где – S статический момент полусечения: