Расчет вспомогательных балок.

В усложненном типе балочной клетки после расчета балок настила расчитывают вспомогательные балки.

Назначение вспомогательных балок - передать нагрузку от балок настила главным балкам. Так же как и балки настила вспомогательные балки выполняют прокатными.

2.1 Расчет вспомогательной балки

Нормативное значение сосредоточенной силы, передаваемой балками настила на вспомогательную балку:

,

где G _бн - вес одной балки настила

=0,14628·350+0,95= 48.64 кН.

Эквивалентная равномерно распределенная нормативная нагрузка:

,

где b - шаг балок настила

=48.64/100=0,4864 кН/см.

Расчетное значение сосредоточенной силы на вспомогательную балку:

,

где - коэффициент надежности по нагрузке, который для собственного веса металлических конструкций принимается 1,05.

=0,1745·350+0,95·1,05=62.07 кН.

Эквивалентная равномерно распределенная расчетная нагрузка:

,

где b - шаг балок настила

=62.07/100=0,620 кН/см.

Расчетный изгибающий момент:

= ,где =1.02 (см. выше)

= 0,620 ·600^2·1,02/8= 28458кН·см.

Максимальная перерезывающая сила:

= , где =1.02 (см. выше)

=0.620·600·1,02/2=189.72 кН.

Требуемый момент сопротивления вспомогательной балки:

=

=28458/(1,1·23)=1124.8 см³.

Принимаем по сортаменту I 45, с расчетными характеристиками: W _х=1231 см³, J _x=27696 см⁴, h =45 см, b =16.0 см, d =1 см, t =1.4 см, g _ВБ=66.0 кг/м=0,66 кН/м.

Выполняем необходимые проверки прочности, жесткости и общей устойчивости принятого сечения.

Проверка прочности:

.

кН/см²< R _y=23 кН/см²- прочность балки обеспечена.

Проверка жесткости:

.

- жесткость балки обеспечена.

Поскольку балки настила не просто опираются на вспомогательные балки, но и крепятся к ним (чаще всего болтами), они являются элементами, удерживающими вспомогательные балки от потери устойчивости. В этом случае потеря устойчивости вспомогательных балок может произойти только на участке между местами опирания балок настила, т.е. свободная длина балки l _ef=100 см.

Проверим выполнение условия обеспечения общей устойчивости. Предельное отношение свободной длины (l _ef) к ширине сжатой полки (b):

, где b и t - соответственно ширина и толщина сжатого пояса; h - высота двутавра, h ₀-расстояние между осями поясных листов, =0,3 - для сечений балок, работающих в упругопластической стадии работы материала.

Для балок с соотношением b / t <15 следует принимать b / t =15.

Проверим условие применимости:

1< h / b <6 и b / t <35

h / b =45/16=2.8; 1<2.8<6.

b / t =16/0,9=17.77; 17.77<35.

Формула для нашего случая применима. Так как принимаем в (2.58) .

.

Фактическое отношение l _ef/ b =100/16=6,25; 6,25<19.07 - общая устойчивость вспомогательной балки обеспечена.

Проверим прочность стенки вспомогательной балки в месте опирания на нее балок настила:

,

b =9 см, t _f=1,4 см, t =0.9 см, l _ef^"=9+2·1.4=11.8 см,

кН/см² < R _y=23 кН/см² - прочность стенки вспомогательной балки в местах приложения сосредоточенных сил обеспечена.

Окончательно принимаем для вспомогательных балок I 45 по ГОСТ 8239-89. Вес вспомогательной балки G _ВБ=0.66·6=3.96 кН.

Дата добавления: 2015-09-06