2. Расчет главной балки

2.1. Определение нагрузок и усилий (м, q)

Главная балка воспринимает нагрузки от вышележащих второстепенных балок.

Рис. 2.1

Эквивалентные погонные нагрузки для расчета по первой и второй группам предельных состояний равны:

Расчетные нагрузки:

Рис. 2.2

2.2 Компоновка сечения составной балки с проверкой на прочность. Общую устойчивость и жесткость

Принимаем сталь С255. Согласно п.3 СНиП II-23-81* и табл.1*, табл.51*, табл.52*

(для толщины 21-40 мм )

По табл.6* СНиП II-23-81* , Согласно “Правил учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций” СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" .

В соответствии с п.5.12, п.5.18, п.5,19* СНиП II-23-81*:

Рис. 2.3

Оптимальная высота балки:

Принимаем h =1,1 м

Высота стенки t_w = (7+3h)10^-3=(7+3×1100/1000)=10,3 (мм)

Принимаем t_w=10 мм

Проверяем оптимальную высоту балки и по другой формуле:

Окончательно принимаем h =1,10 м

Принимаем t_f=22 мм, тогда h_w= h-2t_f=1,10-2×0,022=1,056 (м)

Проверяем работу стенки при опирании главной балки на колонну:

Проверим необходимость постановки продольных ребер жесткости:

Постановка продольных ребер жесткости не требуется.

Ширину полки из условия обеспечения общей устойчивости балки назначают:

Из условия свариваемости листов торцевым швом:

где [b_ef] определяем по табл2.1( табл.30 СНиП II-23-81*)

Таблица 2.1

Расчет изгибаемых элементов	Характеристика свеса	Наибольшие значения отношения bef/t
В пределах упругих деформаций	Неокаймленный	b ef/t=0,5√E/Ry
	Окаймл. ребром	b ef/t=0,75√E/Ry
С учетом разв. пластических деформаций	Неокаймленный	b ef/t=0,11hef/tw, но не более 0,5√E/Ry
	Окаймл. ребром	b ef/t=0,16hef/tw, но не более 0,75√E/Ry
При h ef/t w ≤ 2,7 √E/Ry наибольшее значение отношения b ef/t: следует принимать для неокаймленного свеса b ef/tf =0,3√E/Ry ; для окаймленного b ef/tf =0,45√E/Ry

Окончательно принимаем bf = 360 мм.

Согласно п.5.16* СНиП II-23-81* проверка балки на общую устойчивость не требуется при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надёжно с ним связанный.

Вычислим геометрические характеристики принятого сечения:

Проверим подобранное сечение по нормальным напряжениям:

Напряжение равно 3,3% = (266,3 – 257,6)/2,663

Условие прочности по нормальным и касательным напряжениям выполняется.

Проверим второстепенную балку по второй группе предельных состояний (по жесткости)

Компоновка сечения главной балки закончена.

2.3. Определение места измененения сечения балки

Изменение сечения балки наиболее целесообразно назначать на расстоянии:

Принимаем а = 2,4 м

Усилия в измененном сечении:

Принимаем сварку в изменяемом сечении с физическим контролем. Тогда R_wy= R_y

I_cal = I_cal - I_w = 347377,9 – 98132,0 = 249245,9 (см⁴ )

b_a> 180 мм.

b_a> b_f / 2 = 0,36 / 2 = 0,180 (м)

b_a> h / 10 = 1,10 / 10 = 0,110 (м) b_a = 0,180 м

Принимаем b_a= 200 мм

Вычислим геометрические характеристики измененного сечения:

S_a^` = b _a t _f a _f = 0,20 · 0,022 · 0,539 = 2371,6 (см ³) – статический момент полки.

Проверим место изменения сечения по нормальным напряжениям:

Условие прочности по нормальным напряжениям выполняется.

Проверим место изменения сечения по касательным напряжениям:

Проверим место изменения сечения по приведенным напряжениям:

Условие прочности по приведенным напряжениям выполняется.