3.3 Проверочные расчеты

3.3.1 Проверка прочности балки по нормальным и касательным напряжениям. Фактический момент инерции и момент сопротивления балки

, (3.17)

см⁴.

. (3.18)

см³.

Нормальные напряжения

. (3.19)

кН/см²<кН/см².

Недонапряжение составляет , что допустимо.

Касательные напряжения по нейтральной оси сечения у опоры балки

, (3.20)

где см³ - статический момент полусечения.

кН/см²,

условие выполняется.

3.3.2 Проверка жесткости главной балки. Относительный прогиб балки

, (3.21)

где кН/м - нормативная нагрузка на 1 м балки.

<,

жесткость главной балки обеспечена.

3.3.3 Проверка общей и местной устойчивости главной балки.

Проверки общей устойчивости балок не требуется, т.к. на балку передается статическая равномерно распределенная нагрузка от жесткого настила, который опирается на верхний сжатый пояс и жестко с ним связан.

Местная устойчивость пояса уже проверялась ранее по формулам (3.15) и (3.16). Проверку устойчивости стенки выполняем с учетом значений условной ее предельной гибкости и наличия местной нагрузки на пояс балки в следующем порядке: сначала определяем необходимость постановки ребер жесткости по формуле [5]:

. (3.22)

.

Значение условной гибкости превышает 3,2; подвижная нагрузка отсутствует, значит стенку балки следует укреплять поперечными ребрами жесткости [1]. Расстояние между основными поперечными ребрами 1,15 м. В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части должна быть для симметричного парного ребра не менее мм; принимаем ширину поперечного ребра равным 90 мм; толщина ребра должна быть не менее

мм; принимаем толщину ребра 8 мм. Кроме того, в зоне учета пластических деформаций необходима постановка ребер жесткости под каждой балкой настила, так как местные напряжения в стенке в этой зоне недопустимы. Длину зоны использования пластических деформаций в стенке определяем по формуле [4]

, (3.23)

где с₁ - коэффициент, учитывающий влияние пластичности при одновременном действии и ; принимаем с₁ = 1,1.

см.

3.3 Расчет опорного ребра

Конец балки в месте опирания ее на колонну укрепляем опорными ребрами; т.е. вся опорная реакция передается с балки на опору через эти ребра жесткости. Ребра жесткости для передачи опорной реакции надежно прикрепляем к стенке балки сварными швами, а торец ребер жесткости строгают для непосредственной передачи опорного давления на стальную колонну. Для правильной передачи давления на колонну центр опорной поверхности ребра совмещаем с осью полки колонны (рисунок 3.2).

Размер опорных ребер жесткости определяем из расчета на смятие торца ребра [1]. Площадь смятия опорного ребра

, (3.24)

где - расчетное сопротивление стали смятию [1];

. (3.25)

МПа.

см².

Выступающую вниз часть опорного ребра (рисунок 3.2) принимаем толщиной 20 мм, ширину ребра принимаем см.

Опорный участок балки проверяем на устойчивость из плоскости балки как условный опорный стержень, включающий в площадь расчетного сечения опорные ребра и часть стенки балки шириной по

см в каждую сторону (на рисунке 3.2 эта площадь заштрихована) и длиной, равной высоте стенке балки, т.е. см.

Момент инерции, относительно оси z

Рисунок 3.2 - К расчету опорной части балки

см⁴.

Радиус инерции см. Тогда .

( - коэффициент продольного изгиба ребра).

Проверку на устойчивость осуществляем по формуле [5]

. (3.26)

кН/см²кН/см²,

условие выполняется.

Опорное ребро крепится к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой (Св08А), которую выбираем по [5], МПа. По таблице 4.8 принимаем минимальный катет сварных швов мм и определяем расчетную длину одного шва по формулесм.

Напряжение срезу швов по металлу шва и металлу границы сплавления

, (3.27)

, (3.28)

где см².

МПа.

МПа.

МПа<МПа, условие выполняется.

МПа<МПа, условие выполняется.