- •Введение
- •Исходные данные:
- •1. Расчет настила
- •Проверим принятую толщину листов настила, для чего определим отношение пролета настила к его толщине
- •2. Расчет балки настила
- •2.1.Подбор сечения балки настила
- •2.2.Проверка жесткости балки
- •2.3 Проверка прочности балки
- •3. Расчет главной балки
- •3.1 Подбор сечения главной балки
- •Определяем расчетную погонную нагрузку на главную балку:
- •3.2 Компоновка сечения главной балки
- •3.3 Проверочные расчеты
- •3.3.3 Проверка общей и местной устойчивости главной балки.
- •3.3 Расчет опорного ребра
- •3.4 Опирания и сопряжения балок
- •3.5 Изменение сечения главной балки по длине
- •4. Расчет сквозной центрально-сжатой колонны
- •4.1 Выбор расчетной схемы и типа сечения колоны
- •4.2 Подбор сечения стержня колонны
- •4.3 Расчет колонны относительно свободной оси
- •4.4 Проверка сечения относительно свободной оси
- •4.5 Расчет соединительных планок
- •4.6 Расчет и конструирование базы колонны
- •4.7 Расчет и конструирование оголовка колонны
- •Литература:
3. Расчет главной балки
Проектирование балок составного сечения выполняем в два этапа: на первом этапе компонуем и подбираем сечения, а на втором – проверяем балку на прочность, устойчивость и жесткость.
3.1 Подбор сечения главной балки
3.1.1 Сбор нагрузок. Подбор сечения главной балки состоит в определении размеров поясов и стенки составной сварной балки, с учетом заданных технологическим заданием условий, экономичности, прочности, устойчивости и технологичности изготовления. Расчетная схема представлена на рисунке 3.1.
Определяем расчетную погонную нагрузку на главную балку:
, (3.1)
а - расчетная схема; б - сечение балки
Рисунок 3.1 - К подбору сечения главной балки
где и– коэффициенты надежности по нагрузке для временной нормативной и постоянной нагрузок; принимаем по [5];;
- собственный вес настила; Н/м2;
- масса 1 м балки настила; Н/м;
- собственный вес главной балки, предварительно принимаемый равным 1 - 2 % нагрузки, приходящейся на балку;
=366,81кН/м.
Нормативная нагрузка
=349,34кН/м.
3.1.2 Определение усилий. Расчетный изгибающий момент в середине пролета
. (3.2)
кНм.
Поперечная сила на опоре
. (3.3)
кН.
Определим также нормативный изгибающий момент
. (3.4)
кНм.
3.1.3 Подбор сечения балки. Главную балку рассчитываем с учетом развития пластических деформаций. Определяем требуемый момент сопротивления балки по формуле [1]
, (3.5)
где - расчетное сопротивление материала главной балки; принимаем МПа;
с1 - коэффициент, учитывающий упругопластическую работу материала балки; принимаем с1 = 1,1 [2].
см3.
3.2 Компоновка сечения главной балки
Компоновку составного сечения начинаем с установления высоты балки.
Предварительно задаемся высотой балки
м..
Определяем толщину стенки по эмпирической формуле [1]
. (3.6)
мм. Принимаем мм.
Определяем оптимальную высоту балки[2]
, (3.7)
где - для сварных балок постоянного сечения [2].
см.
Определяем минимальную высоту балки [2]
, (3.8)
где fu - предельный относительный прогиб; для главных балок fu=400 [6].
см.
Определяем минимальную толщину стенки из условия работы ее на срез
, (3.9)
где - при работе на срез без учета поясов /4/.
см.
Проверим местную устойчивость стенки главной балки
, (3.10)
где .
.
Условие выполняется, следовательно, дополнительного укрепления стенки главной балки продольным ребром не требуется.
Окончательно принимаем высоту балки см.
Вычисляем требуемый момент инерции сечения балки по формуле [2]:
, (3.11)
где hb - принятая высота главной балки.
см4.
Предварительно принимаем толщину поясных листов мм; высота стенки балки см; находим момент инерции стенки
. (3.12)
см4.
Момент инерции, приходящийся на поясные листы
см4.
Требуемая площадь сечения одной полки [2]
, (3.13)
где - расстояние между центрами полок.
см2.
Ширина полки балки
. (3.14)
см. Принимаем см.
Из условия обеспечения местной устойчивости (при работе балки в пределах упругих деформаций) отношение свободного свеса полки к ее толщине не должно превышать значений, вычисляемых по формулам [4]:
; (3.15)
,
условие выполняется;
с учетом развития пластических деформаций
. (3.16)
, условие выполняется.