Компоновка сечения сварной главной балки и обеспечение ее надежности

5.         Компоновка сечения сварной главной балки и обеспечение ее надежности

6.          

 кН/м

кН∙м

кН

Определим требуемый момент сопротивления:

м = 2240 см

Оптимальную высоту балки можно найти из условия жесткости:

Из данной формулы выразим I:

 м = 68000 см

Отсюда:

 м

Значение h удовлетворяет условию: h  Принимаем h= 0.6 м

Тогда толщина стенки двутавра:

Принимаем  = 9 мм

Высота полочки:

Примем  мм

Примем 18 мм

 мм

мм

Выразим b из данного выражения:

 см

Необходимо выполнение условия: b 200 мм. Поэтому, принимаем b= 24 см.

Определим геометрические характеристики сечения:

см

см

см

6. Основные проверки

 

1) Проверка прочности опорного сечения по касательным напряжениям:

Производится по формуле:

, где

R - расчетное сопротивление стали сдвигу

, где

 - коэффициент надежности по материалу ( = 1.025)

 = 245 МПа

 МПа

R_s*1.1=138.63*1.1=152.46МПа

 МПа

83,3<152.46

Условие выполняется. Следовательно, сечение подобрано верно.

2) Проверка прочности среднего сечения по нормальным напряжениям:

Производится по формуле:

, где

R - расчетное сопротивление стали сжатию

 см

 МПа

Условие прочности выполняется.

3) Проверка прочности по местным напряжениям:

В данном случае проверяется точка, принадлежащая стенке балки, непосредственно под балкой настила по формуле:

, где

F – сила давления от балки настила на главную балку.

 - условная длина распределения локальной нагрузки.

Для двутавра № 24 b = 115 мм.

 мм

 кН

 МПа

Условие прочности выполняется.

4) Проверка общей устойчивости балки:

Данная проверка производится по формуле:

 , где (1)

 - коэффициент, определяемый по приложению 7 СНиПа II–23–81 «Стальные конструкции».

W - следует определять для сжатого пояса.

Если выполняется неравенство: , то условие (1) можно не проверять.

Величину  примем по таблице 8 СНиПа II–23–81 «Стальные конструкции» из расчета, что нагрузка приложена к верхнему поясу:

, где

b – ширина сжатого пояса

t – толщина сжатого пояса

h – расстояние между осями поясных листов

Определим отношение :

 должно составлять не менее 15. Следовательно, принимаем .

Подставим данное значение в формулу для нахождения предельной величины:

 - коэффициент, определяемый по п. 5.20. СНиПа II–23–81 «Стальные конструкции» по формуле:

, где

, если выполняется условие

(условие не выполняется).

С₁=1,05*В_с

С₁=1,05*0,924=0,97 Принимаем с₁=1

Подставим полученные значения в формулу для δ:

Найдем  :

Условие выполняется. Проверку по формуле (1). приложения 7 СНиПа II–23–81 «Стальные конструкции» проверять не требуется

5) Проверка местной устойчивости полки:

Производится по неравенству:

, где значение предельной величины определяется по таблице 30 СНиПа II–23–81 «Стальные конструкции».

Сначала проверим условие:

Данное условие выполняется, следовательно, выбираем формулу для граничного значения из примечания к таблице 30:

 см

 мм = 11,55 см

Условие  см выполняется.

 

6) Проверка местной устойчивости стенки:

Устойчивость стенок балок не требуется проверять, если соблюдается следующее неравенство:

, где

 - условная гибкость стенки.

2.5 – коэффициент, значение которого не должна превышать условная гибкость стенки при наличии местного напряжения в балках с двусторонними поясными швами.

Следовательно, расстановку ребер проведем конструктивно.

Согласно правилам расстановки ребер жесткости этажных сопряжений балок в зоне образования пластического шарнира ребра жесткости устанавливаются под каждой балкой настила. На остальных участках ребра жесткости устанавливают под балками настила с шагом, не превышающим предельно допустимый.

Выявим зону образования пластического шарнира:

 м

Согласно п. 7.10. СНиПа II-23-81* «Стальные конструкции», расстояние между основными поперечными ребрами в случае, если , не должно превышать 2.5, т.е 2.5∙56,4 = 141 см.

Допускается превышать указанное выше расстояние между ребрами до значений

3, т.е 3∙56,4 = 169,2 см при условии, что стенка балки удовлетворяет проверкам по пп. 7.4* ( в нашем случае данную проверку проводить не нужно, так как ), 7.6* (проверку проводить не нужно, так как ), 7.7 (проверка не нужна, так как в нашей системе отсутствует продольное ребро жесткости), 7.8 (проверка не нужна, так как в нашей системе отсутствуют короткие поперечные ребра жесткости), 7.9 ( проверка не выполняется, так как в данном пункте описывается расчет на устойчивость стенок балок ассиметричного сечения) и общая устойчивость балки обеспечивается выполнением требований п. 5.16*,а или 5.16*,б ( см проверку общей устойчивости балки).

 Таким образом, определим максимальный шаг расстановки ребер жесткости:

 см

Также по п. 7.10, в стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части  для одностороннего ребра должна быть не менее ( принимаем  = 0.5 м) , а толщина ребра  должна быть не менее