Определяют требуемый момент сопротивления

1. Определяют требуемый момент сопротивления

2. Определяют требуемый момент инерции

Момент инерции всего сечения

,

где

Не учитывая собственный момент полок относительно своей оси

, т.е.

.

Размеры полки определяют согласно сортамента. При этом необходимо учитывать требования общей устойчивости балки и местной устойчивости стенки.

Для обеспечения общей устойчивости ширина полки должна быть

.

Из условия обеспечения местной устойчивости сжатой полки ограничивается величина ее свеса. В условиях упругих деформаций

.

С целью уменьшения остаточных сварочных напряжений рекомендуется принимать

.

Рис. 6. Расчетное сечение балки

Правильность подбора сечения балки проверяется:

- по прочности

На действие изгибающего момента

,

На действие поперечной силы

,

Где учитывает ослабление сечения отверстиями, а и d- соответственно шаг и диаметр отверстий,

На действие местных напряжений

,

На действие приведенных напряжений в месте приложения сосредоточенных сил

,

- проверка общей устойчивости балки

 

Эту проверку не выполняют, если отношение не превышает предельных значений, указанных в нормах.

Проверку жесткости не выполняют, если h>h_min.

5.2 Изменение сечения

Сечение составных балок подбирают по наибольшим значениям усилий. Эти усилия наблюдаются только на ограниченных участках длины (рис. 7). На участках с меньшими усилиями прочность металла используется частично, что и является возможностью уменьшения сечения и соответственно расхода металла.

Изменение высоты балки применяют крайне редко, так как в этом случае увеличивается трудоемкость и стоимость изготовления балки.

Рис. 7. Изменение сечения балки

Изменение сечения выполняют путем уменьшения ширины полок. Экономия стали при этом достигается 10 – 12%. Сечение изменяют на расстоянии 1/6 l балки от опоры. Соединение полок производится стыковыми швами.

Расчет измененного сечения выполняется в следующей последовательности:

 - намечается место изменения сечения

, (5.5)

где размер  принимается кратным 10 см;

 - определяется момент в сечении

, (5.6)

 - определяется поперечная сила в этом сечении

, (5.7)

 - определяется необходимый момент сопротивления в этом сечении

, (5.8)

где  - расчетное сопротивление сварного стыкового шва, принимается равным  при контроле качества шва физическими методами и  при визуальном контроле. Если стыковой шов делается косым, то ;

 - по формулам (5.9 ¸ 5.12) определяется необходимая площадь пояса ,

, (5.9)

 - определяется момент инерции стенки балки:

, (5.10)

- требуемый момент инерции пояса:

, (5.11)

 - требуемая площадь любого из двух поясов:

. (5.12)

Соответственно величине , подбираются размеры пояса измененного сечения балки согласно сортаменту универсальной листовой стали, а также руководствуясь ниже перечисленными требованиями.

(5.13)

,

Далее, определив геометрические характеристики измененного сечения, выполняется проверка прочности этого сечения по нормальным напряжением. Кроме того, необходимо сделать проверку прочности измененного сечения по приведенным напряжением:

,

где  - нормальные напряжения на уровне поясных швов, определяется по формуле (5.14):

, (5.14)

здесь  - высота стенки;

 - касательные напряжения (5.15):

, (5.15)

где  - статический момент пояса балки относительно нейтральной оси балки:

, (5.16)

Стык полок не должен совпадать с местом приложения сосредоточенных сил или стыком стенок.