Проверка жёсткости

0,003 < 0,004 – условие выполнено

Рис. 2.2.3 К определению площади смятия стенки.

Проверяем условие применимости

1 < 2,48 < 6 11,79< 35

₀=

=360-12.3=347.7 мм

Принимаем

=15.

Значение предельного отношения

5,95

Фактическое отношение

; 6,89 < 5,95 – общая устойчивость вспомогательной балки не обеспечена.

Принимаем двутавр № 30 Ш2 с расчётными характеристиками:

W_x=827 см³, J_x=12200 см⁴, h=295 см, b=20 см, d=0,85 см, t=1,3 см, g_вб=61 кг/м

Так как J_x=12200см⁴ двутавра №30 Ш2 меньше J_x=13380 см⁴ двутавра №36, то выполняем проверку жесткости

< 0,004 – условие выполнено

Проверка общей устойчивости:

σ_с=

=19,62<21,85 следовательно общая устойчивость обеспечена, значит окончательно принимаем двутавр № 30 Ш2.

Проверим прочность стенки:

l_ef=b+2t_f=5,5+2∙1,3=8,1 см – длина площадки смятия стенки

=6,02 кН/см² < R_y=24 кН/см² – прочность стенки вспомогательной балки в местах приложения сосредоточенных сил обеспечена.

Окончательно принимаем для вспомогательных балок двутавр №30 Ш2.

Вес G_вб=0.61∙6=3,66 кН.

3. Расчёт прокатных балок балочной клетки нормального типа

3.1 Расчёт балки настила

3.1.1 Определение нагрузки на балку настила

q^н_бн= (P+q_н)∙b=(14+0, 628) = 14,628 кН/м = 0,14628 кН/см

q^р_бн= (P∙γ_f1 +q_н∙γ_f2)∙b=(14∙1,2+0,628∙1,05) = 17,46 кН/м = 0,1746 кН/см

3.1.2 Определение внутренних усилий в балке настила

= 8014,14 кН∙см

= 53,43 кН

3.1.3 Подбор сечения балки настила

По СНиП II-23-81^*:

Марка стали (С245)

R_y=230 МПа – расчётное сопротивление стали

R_u=350 МПа

γ_c=1

=316,76 см³

с=1,1 – коэффициент, учитывающий возможность развития пластических деформаций

По сортаменту подбираем двутавр № 27 с расчётными характеристиками:

W_x=371 см³, J_x=5010 см⁴, h=27 см, d=0,6 см, t=9,8 см, g_бн=31,5 кг/м

3.1.4 Проверки прочности и жёсткости принятого сечения балки настила

Проверяем прочность принятого сечения балки на действие нормальных напряжений

σ=

=19,63 кН/см² < R_y∙γ_c=23 – условие выполнено

Проверяем жёсткость:

0,00398 < 0,004 – условие выполнено.

Окончательно принимаем для балки настила I №27 (по ГОСТ 8239-72*)

Вес балки настила

G_бн=0,315∙7=2,205 кН

4. Расчёт и конструирование сварных составных балок

Главные балки балочных клеток проектируют составными из листовой стали по ГОСТ 82-70^*. Соединение листов осуществляется сваркой или заклёпками. Большинство используемых составных балок – сварные, клёпаные балки применяются в основном при тяжёлой подвижной нагрузке, так как в этих условиях они значительно надёжнее сварных. В обычных условиях сварные балки более экономичны.

3.1 Сбор нагрузки на главную балку

Нормативное значение сосредоточенной силы на главную балку

P^н_гб=

=0,29446 ∙600+3,66 =180,336 кН

– нормативное значение сосредоточенной силы;

q – нормативная погонная нагрузка вспомогательной балки;

l – пролёт вспомогательной балки

Эквивалентная нормативная погонная нагрузка на главную балку

q^н_гб =

=90,168 кН/см

а – шаг вспомогательных балок

Расчётное значение сосредоточенной силы на главную балку

P^р_гб=

=0,35118 ∙600+3,66∙1,05=214,551 кН

Эквивалентная погонная расчётная нагрузка на главную балку

q^р_гб =

=1,072755 кН/см

4.2 Определение внутренних усилий в главной балке

202751 кН∙см

675,8 кН

Рис. 4.2. Распределение нагрузки на главную балку

4.3 Подбор сечения главной балки

Сечение главной балки назначается в зависимости от величины требуемого момента сопротивления сечения:

=7870,76 см³

Определяем высоту сечения главной балки.

Конструктивная высота балки: h_констр=

=120 см

Оптимальная высота балки: h_опт=

99,87 см

Минимальная высота балки при условии, что предельный относительный прогиб балки

; h_min=

=105,107см

Окончательно высоту главной балки h принимаем близкой к h_опт, не менее h_min и кратной 10 см. В нашем случае целесообразно принять h=110 см, так как балка с более низкой величиной стойки не будет обеспечивать требуемого момента сопротивления.

Рассчитываем и конструируем стенку главной балки.

По эмпирической формуле t_w=7+

=10,3 мм=1,03 см

Из условия прочности стенки на срез t_w=

=0,689 см,

где R_s=0,58∙R_y=0,58∙23=13,34 кН/см²

Задаёмся предварительной толщиной поясов t_f =2 см.

Определяем высоту стенки h_w=110-2∙2=106 см.

Вычисляем высоту стенки из условия укрепления её только поперечными рёбрами жёсткости:

t_w=

=0,6439см

Толщину стенки t_w окончательно принимаем большей второго и третьего значений, близкой к первому, и согласно с сортаментом на листовую сталь t_w=1,2 см,

Рассчитываем и конструируем пояса главной балки. Определяем требуемый момент инерции поясов:

=299792 см⁴

Требуемая площадь сечения поясов при:

51,4 см²

Толщину пояса t_f определяем, следуя рекомендациям назначать толщину полки t_f не менее 12 мм и не более 3t_w : 12 мм < t_f< 3t_w:

t_{f ,min}=1,2 см, t_f,max=3t_w=3·1,2=3,6 см.

Принимаем t_f=2 см.

Определяем ширину пояса b_f

Конструирование элементов балочной клетки (стр. 2 из 6)