Расчет и конструирование основных несущих конструкций стальной балочной площадки (стр. 2 из 4)

R_y = 24 кН/см² – расчетное сопротивление по пределу текучести

g_с = 1,0 – коэффициент условий работы

4.1. Определение высоты балки

Оптимальная высота балки – это такая высота балки, при которой масса балки минимальна.

k = 1,15 – для сварных балок

h = (1/8 – 1/10)l = 1/10 * 18,0 = 1,8м

t_w = 7+3h = 7+3*1,8 = 13,0 мм

Минимальная высота балки – это такая высота, при которой прогиб балки максимально-возможный, т.е. равный допустимому

Принимаем высоту балки h = 170 см.

Проверим толщину стенки из условия прочности ее на срез.

- в балке оптимального сечения

R_s = 0,58R_y – расчетное сопротивление срезу

Принятая t_w = 13 мм удовлетворяет условию прочности на срез.

4.2. Компоновка поясов балки

I_x = I_2f + I_w, где

I_х – момент инерции сечения балки

I_2f - момент инерции поясов

I_w - момент инерции стенки

Принимаю t_f= 36мм =3,6см

h_w = h – 2t_f = 170- 2*3,6 = 162,8 см

h_f = h – t_f = 170 –3,6 = 166,4см

I_2f =

– = 2002391 cm⁴

Конструктивные требования

1) b_f = (1/3 – 1/5)h - условие общей устойчивости

57см > 42см > 34см

2)

- технологическое требование

3) b_f³ 180 мм – монтажное требование

b_f = 420 мм > 180 мм

Фактические геометрические характеристики

4.3. Изменение сечения балки по длине

x = 1/6 l = 1/6*18,0 = 3,0 м

Определение М₁ и Q₁ в местах изменения сечения

Определение W’х,тр – требуемого момента сопротивления уменьшенного сечения

Конструктивные требования

b’_f> b_f/2 b’_f = 420/2=210 мм.

b’_f = 200 мм < 210 мм.

Принимаем b’_f =220 мм.

Фактические геометрические характеристики

Условная гибкость стенки:

4,23 > 3,2 – необходима постановка поперечных ребер жесткости.

Принимаем шаг ребер жесткости равный шагу балок настила 3,0 м

Ширина ребер жесткости:

Принимаем b_p = 100 мм

Принимаем t_p = 7 мм5. Проверка подобранных сечений главной балки

- по первой группе предельных состояний

5.1. Проверка прочности

5.1.1 Проверка максимальных нормальных напряжений (в середине балки по длине, в основном сечении)

5.1.2 Проверка максимальных касательных напряжений (на опорах в уменьшенном сечении)

5.1.3 Проверка приведенных напряжений

s_loc = 0, следовательно s_ef определяется в месте изменения сечения балки

, где

s₁- нормальное напряжение в стенке на уровне поясного шва.

t₁ – касательное напряжение в стенке на уровне поясного шва.

5.2. Проверка общей устойчивости балки

Если соблюдается условие

, то общая устойчивость балки обеспечена.

6,67<15,38– общая устойчивость главной балки обеспечена

5.3. Проверка местной устойчивости элементов главной балки

5.3.1. Проверка местной устойчивости полки

b_ef – ширина свеса полки

, но не более

5,66< 13,77 – местная устойчивость полки обеспечена

5.3.2. Проверка местной устойчивости стенки

Þ необходима проверка местной устойчивости стенки на совместное действие s и t напряжений.

- условие местной устойчивости стенки

Коэффициент С_cr принимается по табл. 21 [1] в зависимости от коэффициента

.

с_сr = 34,6