- •Москва 2013 Содержание.
- •1.Расчет конструкций балочной клетки
- •1.1 Расчет стального плоского настила
- •1.2 Расчет балок настила
- •1.3 Расчет усложненной балочной клетки
- •1.4 Сравнение результатов
- •2. Расчет и конструирование главной балки
- •2.1Подбор сечения главной балки
- •Проверки подобранного сечения главной балки
- •2.2 Изменение сечения главной балки
- •Проверка совместного действия нормальных, касательных и местных напряжений в месте изменения сечения.
- •Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балки.
- •Проверка прочности поясных швов
- •Конструирование и расчет опорной части балки.
- •Проверка устойчивости опорного ребра
- •2.4 Определение катета сварного шва
- •2.5Укрупнительный стык главной балки
Проверки подобранного сечения главной балки
Ширину поясов обычно принимают 1/3-1/5 высоты балки из условий обеспеченности ее общей устойчивости и равномерного распределения продольных напряжений по ширине листа:
/hб = 42/163 = 0,26
Что находится в пределах данного соотношения.
Для растянутых поясов балок не рекомендуется принимать ширину поясов более 30 толщин из условия равномерного распределения напряжений по ширине пояса;
bf = 42 < 30*tп = 30*2= 60 см;
В балках отношение ширины свеса сжатого пояса к его толщине, исходя из его местной устойчивости, не должно превышать :
= = 10.2 < 0.5= 14.65
) = ½(420 – 12) = 204 мм – ширина свеса пояса главной балки.
Все рекомендации выполнены.
Подобранное сечение балки проверяем на прочность, определяем момент инерции главной балки:
J = Jw + Jf = 401967.9 + 2*bf*tf(hef/2)2 = 401967.9 + 2*42*2*(161/2)2 = 1490649,9 см4
J = 1 490 649,9 см4 > Jf = 1 086 213,95 см4
Определяем момент сопротивления сечения главной балки:
W = == 18290,18cм3 > Wтр = 18259,9 cм3
Наибольшее нормальное напряжение в балке:
Недонапряжение составляет:
Δ = *100% = 1% < 5%
Подобранное сечение балки удовлетворяет проверке прочности.
= 1500/250 = 6
2.2 Изменение сечения главной балки
Сечение балки, при действии равномерно распределенной нагрузке выгодно изменить на расстоянии 1/6 пролета от опоры в сварных балках пролетом от 10 до 30м:
x = L/6 = 15/6 = 2.5 м
Определяем расчетный момент и перерезывающую силу в сечении:
M1 = == 2678.13 кН*м
Q1 = -x) = 171.4*( 15/2 – 2.5) = 857 кН
Подбор сечения ведем по другой стадии работы материала.
Определяем требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения, исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение:
= == 13128 см3
= 0,85*Ry = 0.85*24 = 20.4 кН/см2 – расчетное сопротивление растяжению и изгибу сварного стыкового шва, соединяющего нижние полки балки в месте изменения сечения, без контроля качества шва.
= *= 13128*= 1069932 см4
Определяем требуемый момент инерции поясов:
= J1 – Jw = 1069932 – 401967.9 = 667964.1 см4
= == 51.5 см2
(по ГОСТ 82-70*), при этом площадь пояса будет составлять = 26*2= 52 см2 > 51.5 см2
> 180 мм; >=16.3 см ;>= 420/2 = 210 мм
Определяем момент инерции и момент сопротивления уменьшенного сечения:
= 401967,9+2=401967.9+2*26*2 ()2 = 1075913.9 см4
J1 = 1075913.9> 667964.1 см4
Определяем момент сопротивления сечения главной балки:
= == 13201.4 см3
Проверка прочности, прогибов и устойчивости балки
Статический момент полки:
Sn = *= 52*= 4186 см3
Статический момент полусечения:
= Sn + tст*= 4186 + 1,2*= 7978,15 см3
Проверим местные напряжения в стенке под балками настила.
Длина распределения местной нагрузки на стенку балки:
Lm = + 2= 14+ 2*2 = 18 cм
Местные напряжения в стенке главной балки в месте опирания балки настила:
Ϭм = == 7.85 кН/см2 < Ryγc = 24*1 = 24 кН/см2
Проверка совместного действия нормальных, касательных и местных напряжений в месте изменения сечения.
Расчетные нормальные и касательные напряжения в краевом участке стенки балки на уровне поясных швов:
Ϭ1 = *=*= 19.79 кН/см2
= 26*2*= 4186 см3
= 2.78 кН/см2
Приведенное напряжение в крайних точках стенки на уровне поясных швов:
= = 20,37 кН/см2 ≤ 1,15Ryγc = 27.6 кН/cм2
Проверка общей устойчивости балки.
Определяем отношение, при котором можно не проверять устойчивость:
В середине пролета балки (балка работает упруго δ = 1)
= δ[0.41 + 0.0032+ (0.73 – 0.016)]= 1*[0.41 + 0.0032+ (0.73 – 0.016)]= 17,00≥
В месте уменьшенного сечения балки (балка работает упруго δ =1)
= 1*[0.41 + 0.0032 + (0.73 – 0.016)]= 15,69 ≥
Проверку прогиба балки можно не производить, так как принятая высота балки больше минимальной.