- •Методичні вказівки
- •6.092100 – “Міське будівництво та господарство”
- •1 Загальні положення
- •2 Конструктивна і розрахункова схема спорудження і його окремих елементів
- •3 Розрахунок настилу і допоміжних балок
- •3.1 Розрахунок настилу
- •3.2 Розрахунок допоміжних балок
- •4 Розрахунок головної балки
- •4.1 Визначення навантаження на головну балку і розрахункових зусиль у ній
- •4.2 Визначення висоти головної балки
- •4.3 Визначення розмірів поясів
- •4.4 Перевірка правильності підбора перерізу балки
- •4.5 Зміна перерізу балки по довжині
- •4.6 Опорний вузол балки
- •4.7 Підсилення стінки балки ребрами жорсткості
- •4.8 Розрахунок поясних швів
- •4.9 Перевірка місцевої стійкості поясних листів і стінки балки
- •5 Розрахунок і конструювання колони
- •5.1 Вибір розрахункової схеми
- •5.2 Розрахунок стрижня суцільної колони
- •5.2.2 Перевірка стійкості колони суцільного перерізу
- •5.2.3 Перевірка стійкості поясних листів колони
- •5.2.4 Перевірка стійкості стінки колони
- •5.3 Розрахунок і конструктивне оформлення сполучення балки з колоною
- •5.4 Розрахунок і конструктивне оформлення бази колони
- •6 Графічна частина проекту
- •Таблиця 6.1 Відомість потреби відправних елементів
- •Список рекомендованої літератури
4.2 Визначення висоти головної балки
Розрахунковий переріз головної балки наведено на рис.4.2.
Рисунок 4.2 Переріз головної балки
Висота головної балки повинна визначатися, виходячи з наступних критеріїв:
(4.6) |
Мінімальна висота балки визначається, виходячи з необхідності забезпечити жорсткість балки, за формулою:
, |
(4.7) |
де граничний прогин головної балки; визначається відповідно до п. 3.2.2 дійсного посібника;
середній коефіцієнт надійності з навантаження; може бути представлений як .
Будівельна висота перекриття призначається, виходячи з архітектурно-технологічних вимог. Якщо вона в завданні не зазначена, то цей параметр можна не враховувати.
Оптимальна висота балки забезпечує найменші витрати сталі при необхідному моменті опору перерізу, і визначається за формулою:
, |
(4.8) |
де необхідний момент опору перерізу балки.
визначається, з огляду на роботу сталі, тільки в пружній стадії, тому що передбачається зробити зміну перерізу балки по довжині:
, |
(4.9) |
товщина стінки балки.
Попередньо товщина стінки балки може бути визначена за формулою:
, |
(4.10) |
де висота балки, для попереднього розрахунку може бути прийнята в межах прольоту. У формулу (4.10) висота балки підставляється в метрах, а товщина стінки виходить у міліметрах. Товщина стінки приймається не менше 6 мм з умови корозійної стійкості і відповідно до сортаменту.
Визначивши за (4.6) висоту балки, необхідно перевірити достатність прийнятої товщини стінки за формулою (4.10) і, виходячи з міцності опорного перерізу на зріз, тобто за формулою (4.11). При цьому передбачається, що в опорному перерізі поперечна сила цілком сприймається тільки стінкою, а дотичні напруження по висоті стінки розподілені рівномірно.
, |
(4.11) |
де розрахунковий опір зрізу, відповідно до норм приймається рівним .
Якщо товщина при перевірці за (4.10) буде значно відрізнятися від прийнятої попередньо, необхідно відповідно відкоригувати й остаточний вибір висоти. Невиконання умови (4.11) вимагає однозначного збільшення товщини стінки. Призначаючи висоту стінки, треба керуватися сортаментом на широколистову сталь, маючи на увазі, що відмінність прийнятої висоти відна 10 15% у будь-яку сторону мало позначиться на масі балки.
4.3 Визначення розмірів поясів
Площа поясів балки визначається таким чином, щоб забезпечити необхідну величину моменту опору перерізу балки, у наступній послідовності:
визначається необхідний момент інерції балки:
; |
(4.12) |
визначається момент інерції стінки балки:
, |
(4.13) |
де товщина пояса балки, для попередніх розрахунків може бути прийнята в межах 25 35 мм;
необхідний момент інерції пояса:
; |
(4.14) |
необхідну площу кожного з двох поясів:
. |
(4.15) |
Відповідно до величини необхідної площі пояса , підбираються розміри пояса згідно сортаменту універсальної листової сталі, а також керуючись нижче переліченими вимогами:
|
|
(4.16) |
де - ширина звісу стиснутого поясу.
Друга вимога забезпечує максимальне використання міцності сталі, третя – умови зварюваності, четверта – можливість застосування автоматичного зварювання, п'ята – загальну стійкість балки і шоста – місцеву стійкість.