3. Проверка местной устойчивости полки.

По табл.30 [1] отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должно удовлетворять условию:

,

где : 40/2–1.2/2=19.4cм

- расчетная ширина свеса поясных листов;

9.7 < 0.5·((2.1·10^6)/3200)^0.5=12.81cм

- принятые размеры полки ГБ удовлетворяют условиям местной устойчивости.

Окончательное сечение и геометрические характеристики главной балки:

12

400

400

Характеристики сечения

Aw= 1.2·115=138cм2 -

Af=2·40=80cм2

A= 138+80·2=298cм2

(1.2*115³)/12+2*((40*2³)/12+40*2*((115+2)/2)²)=699700.83см4

2·699700.83/119=11759.68cм4

40·2·58.5+(115·1.2/2)·(115/4)=6663.75cм3

4. Изменение сечения балки по длине

Сечение главной балки в целях экономии металла уменьшают на протяжении 1/6 пролета от опор балки.

Определение внутренних усилий.

Определим усилия в расчетном сечении, находящемся на расстоянии

x= 13.3/6=2.22м

Изгибающий момент:

155.148*13.3*2.217/2-(155.148*2.217²)/2=1906.072кН*м

Поперечная сила:

155.148·13.3/2–(155.148·2.217)=687.77кН

Ширина и высота уменьшенного пояса балки.

Требуемый момент сопротивления измененного сечения из условия прочности сварного шва на растяжение:

= 1906.072·100·100/(2720·1)=7007.62см3

Rwy=0.85*Ry=0.85·3200=2720кг*см2

высота стенки 115 см

Требуемый момент инерции измененного сечения:

7007.62·115/2=402938.15см4

Момент инерции стенки измененной ГБ:

(1.2·115^3)/12=152087.5cм4

Требуемый момент инерции полки измененного сечения:

402938.15–152087.5=250850.65см4

Требуемая площадь полки измененного сечения:

2*250850.65/(115+2)²=36.65см2

Ширина полки измененного сечения:

36.65/2=18.32см

ширину полки измененного сечения 200 мм

Окончательное сечение и геометрические характеристики измененного сечения:

200

200

12

Размеры полок должны соответствовать конструктивным требованиям

bf=20см>=20см

bf=20см>=0.5bf=0.5·40=20 см

bf=20см>= 0.1h=0.01·1190=11.9 см

геометрические характеристики принятого сечения

Aw= 1.2·115=138cм2 -площадь стенки

Af,изм= 2·20=40cм2 - площадь полки

Aизм= 138+40·2=218cм2 -площадь сечения

Ix,изм= (1.2*115³)/12+2*((20*2³)/12+20*2*((115+2)/2)²)=425894.17см4

2·425894.17/(115+2+2)=7157.89cм4

20·2·58.5+(115·1.2/2)·(115/4)=4323.75cм3

5. Определение экономии металла при уменьшении сечения на опорах.

Вес поясов без уменьшения сечения

P=7.85·(20)·(400/1000)·13.3·2=1670.48кг

Вес поясов при измененном сечении.

P=7.85·(20)·(400/1000)·8.86·2+7.85·(20)·(200/1000)·2.22·4=1391.65кг

3. Проверка прочности и устойчивости главной балки.

   1. Проверка прочности главной балки по нормальным напряжениям.

Проверка прочности неизмененного сечения главной балки.

Проверку прочности по нормальным напряжениям изгибаемого элемента проводим из условия: , где М – максимальное значение изгибающего момента.

3430.516·100·100/11759.68=2917.18кг/cм2<Ry= 3200·0.95=3040кг/см2

- прочность ГБ по нормальным напряжениям обеспечена.

= ((3200·0.95–2917.18)/(3200·0.95))·100=4.04%

- условие выполнено, сечение рационально.

Проверка прочности измененного сечения.

Проверку прочности по нормальным напряжениям изгибаемого элемента проводим из условия: :

1906.072·100·100/7157.89=2662.9кг/cм2<Ry= 0.85·3200=2720кг/см2

- прочность ГБ по нормальным напряжениям обеспечена.

В составных сечениях недонапряжения должны быть в пределах 5%:

((2720–2662.9)/(2720))·100=2.1%

- условие выполнено, сечение рационально.