Подбор сечения главной балки.

Исходные данныe. Материал - сталь марки С235, с R _y=23 кН/см². Поперечное сечение балки - рис.

Определяем требуемый момент сопротивления главной балки:

,

где - коэффициент, учитывающий работу балки в упругопластической стадии работы материала, значение которого на стадии подбора сечения можно принять равным 1.12; R _y - расчетное сопротивление стали; =1 - коэффициент условий работы.

см³.

Определяем высоту сечения главной балки.

Конструктивная высота балки: h _констр=1/10·1400=140 см.

Оптимальная высота балки:

где k - конструктивный коэффициент, значение которого для сварной балки принимается равным 1,15; t _w - толщина стенки, предварительно назначаемая 1 см;

hопт=1.15· =119.27м.

Минимальная высота балки при условии, что предельный относительный прогиб балки :

.

hmin= 100.08

Окончательно высоту главной балки h принимаем близкой к h _опт, не менее h _min и кратной 10 см. В нашем случае целесообразно принять h =110 см.

Рассчитываем и конструируем стенку главной балки.

Определяем толщину стенки и сравниваем ее с первоначально принятой t_w =8 мм.

.

мм, при R _s=0.58·23=13.34 кН/см²;

см.

Задаемся предварительной толщиной поясов t _f=2.5 см.

Определяем высоту стенки h _w=110-2·2.5=105 см.

Вычисляем толщину стенки из условия укрепления ее только поперечными ребрами жесткости:

tw≥ =0.57 см.

Толщину стенки t_w окончательно принимаем большей второго и третьего значений, близкой к первому, и согласно с сортаментом на листовую сталь t _w= 1 см.

Рассчитываем и конструируем пояса главной балки.

Определяем требуемый момент инерции поясов:

см⁴.

Требуемая площадь сечения поясов:

, где h ₀ = h - t _f.

h ₀=110-2,5=107.5 см см².

Толщину пояса t _f определяем следуя рекомендациям назначать толщину полки t _f не менее 12 мм и не более 3 t _w: 12 мм< t _f< 3 t _w.:

t _f,min=1.2 см, t _f,max=3 t _w=3·1.2=3.6 см.

Принимаем t _f=2.5 см.

Определяем ширину пояса b _f

b _f= 34.2 см.

Принимаем b _f = 36 см, в соответствии с условиями:

1/5 h < b _f <1/3 h, т.е. 22 см< b _f<36.67см и 18 см< b _f <30 t _f =30·2.5=75 см.

Проверяем местную устойчивость пояса, при h _ef= h ₀ =107.5см

b _ef/ t _f<0.11 h _ef/ t_w, где h _ef = h ₀

- устойчивость сжатого пояса обеспечена.

Окончательно принимаем пояса балки сечением 36 х 2.5см, размеры стенки – 107.5 х 1 см.

Для подобранного сечения главной балки вычисляем геометрические характеристики:

Момент инерции относительно оси х-х

,

см⁴,

где J _w = 96468.75 см⁴ - момент инерции стенки; J _f = 520031.25 см⁴ - момент инерции поясов.

Момент сопротивления сечения балки относительно оси х-х

см³.

Принятое сечение главной балки проверяем на прочность по нормальным напряжениям. Значение с _х определяем в зависимости от отношения A _f / A _w = 0.79 путем интерполяции с _х=1,149.

,

- прочность балки обеспечена. Жесткость главной балки не проверяем, так как принятая высота сечения h =110 см> h _min =100.08 см, что гарантирует прогиб в пределах норм.

Дата добавления: 2015-09-06