Компоновка и подбор сечения главной (составной, сварной) балки

3. Компоновка и подбор сечения главной (составной, сварной) балки

Необходимо подобрать сечение сварной главной балки. Для стали марки С255

-расчетное сопротивление стали R_y=230 Мпа = =23,5 кН/см²

-предел текучести стали R_u=360 Мпа = 37кН/см²

Собственный вес балки принимаем ориентировочно в размере

1 – 2 % от нагрузки на неё, вводя коэф. Α=1,02

Максимально возможная строительная высота перекрытия 1,6 м

Находим нормативную погонную нагрузку:

 кН/м

Находим расчетную погонную нагрузку:

 кН/м

=1,2 =1,05

Расчетный изгибающий момент:

 кНм =302616 кН/см

Рис.6

 

 кН

Требуемый момент сопротивления БН:

 см³

3.1 Подбор сечения балки

Компоновку сечения ГБ начинаем с определения ее высоты:

1) Предварительно задаемся высотой ГБ:

 мм.

2)Определяем толщину стенки ГБ:

 мм.

3.        Определим оптимальную высоту ГБ из условия наименьшего расхода материала:

 см. ≈1250 мм.

k=1,0 – зависит от конструктивного оформления, для сварных, переменных сечений равен 1,0.

3.        Из условия обеспечения требуемой жесткости (прогиба) высота ГБ должна быть не менее h_min

 см.

По заданию строительная высота перекрытия должна быть не больше 1,6 м.

5) Определяем строительную высоту ГБ исходя из максимально возможной заданной высоты перекрытия и его конструкции:

 см. = 1292 мм.

В нашем случае сопряжение балок – этажное.

Высоту балки h принимаем из условия, чтобы она была близка к h_opt, не больше заданной высоты перекрытия и не меньше h_min:

h_ГБ=1250 мм.

Проверяем принятую толщину стенки из условия прочности балки на срез:

 см. = 89 мм.

R_s – расчетное сопротивление стенки срезу = 0,58R_y=13.5 кН/см².

Чтобы проверить местную устойчивость стенки (для установки только поперечных ребер жесткости) необходимо определить высоту стенки балки h_w. Для этого задаемся толщиной пояса: t_f≤3t_w; t_f=25 мм.

 мм.

Проверяем принятую толщину стенки из условия обеспечения местной устойчивости стенки (без продольных ребер жесткости):

 см.

Окончательную толщину стенки принимаем t_w=10 мм.

Уточним высоту стенки проката по таб. 5 прил. 14: h_w=1200 мм.

Чтобы определить размер полок ГБ нужно определить:

1)  Требуемый момент инерции:  см⁴

2)  Момент инерции стенки:  см⁴

3)  Момент инерции приходящего на пояс:

 см⁴

4)  Требуемую площадь сечения поясов ГБ:

 см²

 см.

Ширину полки b_f принимаем , при этом  должно находиться в пределах .

Принимаем ширину полки b_f=380 мм., так как она удовлетворяет требованиям.

Уточняем принятый ранее коэф. Учета принятой деформации С₁,

исходя из  по табл. 5 принимаем С₁=1,1

 см² см²

 

В балках отношение ширины свеса сжатого пояса к его толщине  не должно превышать: в сечениях работающих с учетом пластических деформаций , но не более .

 см

 см

Принято сечение:

t_w=1 см

h_w=120 см

t_f=2,5 см

b_f=38 см

h_f=122.5 см

h=125 см

Рис.7

Определим геометрические характеристики принятого сечения:

A_x=2A_f+A_w=2*95+120=310 см²

 см³

A_f; A_w – см. с. 8

Принятое сечение проверяем на прочность:

В нашем случае принятая высота балки h больше h_min, поэтому прогиб балки проверять не надо.