4. Проектирование главной балки

4.1. Статический расчет

Рис. 2 Расчетная схема главной балки перекрытия

где

.

4.2. Компоновка поперечного сечения главной балки

Определяем значение требуемого момента сопротивления.

,

1. Назначение высоты сечения

Определяется оптимальная высота сечения:

Определяется минимальная высота сечения (из условия предельного прогиба):

.

Принимаем высоту балки .

Стенка из листовой горячекатаной стали по ГОСТ 19903-74.

2. Назначение толщины стенки

Минимальная толщина стенки определяется исходя из условий стандартизации толщин листового проката, прочности на срез и местной устойчивости.

• 

• 

• 

Из трех условий принимаем . Принимаем по сортаменту толщину листа

3. Назначение габаритов полки

1. Определяем площадь полки:

2. Определяем ширину полки:

Принимаем

3. Определяем толщину полки:

• 

• 

• 

Принимаем толщину листов по ГОСТ 82-70*

4.3. Определение характеристик принятого сечения

Рис. 3. Поперечное сечение главной балки

1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

4.4. Уточнение действующих нагрузок

где

4.5. Проверка принятого сечения главной балки по I и II группам предельных состояний

1. По допускаемым нормальным напряжениям (I группа):

,

проверка выполнена.

2. По допускаемым касательным напряжениям (II группа):

,

,

проверка выполнена.

3. По допустимости прогибов:

,

,

проверка выполнена.

4.6. Изменение поперечного сечения главной балки по длине

В однопролетных шарнирноопертых балках с равномерно распределенной нагрузкой по всей длине, оптимальным является изменение сечения на 1/6 части пролета L от опор (рис. 4).

Рис. 4. Схема изменения сечения главной балки

Наиболее эффективным является изменение высоты стенки и ширины полки. Изменение толщины элементов является малоэффективным.

Определяем требуемую ширину полки в измененном сечении:

1. 

2. из условия обеспечения местной устойчивости в зоне изменения сечения:

3. из условия удобства сопряжения узкой и широкой частей полки:

4. из конструктивных соображений (размещение ребер жесткости):

.

Принимаем по ГОСТ 82-70*.

4.7. Проверка изменённого сечения

В месте измененного сечения присутствуют как нормальные, так и касательные напряжения, поэтому проверка прочности ведется по приведенным напряжениям, величина определяется для точки К измененного сечения.

Рис. 5. Распределение напряжений в измененном сечении

Определение геометрических характеристик измененного сечения:

• 

• 

• 

1. по допускаемым напряжениям (I группа):

проверка выполнена.

2. по допустимости прогибов (II группа):

в шарнирно опертой балке, загруженной равномерно распределенной нагрузкой, при измененном сечении 1/6 пролета от опоры, величина прогиба определяется:

проверка выполнена.