Расчет главной балки

Материал балки – сталь С245 по ГОСТ 27772-88, R_y =240 МПа, R_yn =252 МПа, по табл. 3 [ 1 ], , по табл.1 и по табл. 2 [ 1 ], R_u=R_р=R_un / γ_m= 370/1,05= 352,4 МПа, по табл. 51^* [ 1 ],

где R_p - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности;

R_u - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;

R_un - временное сопротивление стали разрыву, принимаемое равным минимальному значению σ_в по государственным стандартам;

R_y - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;

R_yn - предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести σ_т по государственным стандартам;

R_s - расчетное сопротивление стали сдвигу.

Определим нормативную и расчетную нагрузки, действующие на балку. При этом собственный вес балки примем ориентировочно 1,5% от величины нагрузки на балку:

где – собственный вес главной балки;

где q_p – нормативная равномерно распределенная нагрузка на настил,

q_р =17 кН/м²;

b – поперечный шаг колонн, b =8м (по заданию);

– нормативная нагрузка от собственного веса настила,

где γ _ст – удельный вес стали, γ_ст=7850 кг/м³;

– толщина настила ;

– ускорение свободного падения, g =9,81 м/с².

;

- нормативная нагрузка от собственного веса балки настила,

						КП №1 ПГ-09-02 АД и ТСП	лист
Изм.	Кол.уч.	Лист	№ док

где q - линейная плотность балки, принимаем из сортамента;

a – шаг балок настила, м;

– коэффициент надежности по нагрузке для веса конструкции, по табл.1 [2] =1,05;

– коэффициент надежности по нагрузке для равномерно распределенных нагрузок, по п.4.3.4 [2] =1,2;

Расчетная схема главной балки будет иметь вид:

Q₁

М₁

x=L/6=2.0

L=13000

q

Q_max

Эп. Q

Эп. М

М_max

L

Рис. 9 - Расчетная схема главной балки

Расчетная поперечная сила на опоре:

.

Расчетный изгибающий момент:

.

						КП №1 ПГ-09-02 АД и ТСП	лист
Изм.	Кол.уч.	Лист	№ док

4.1 ПОДБОР СЕЧЕНИЯ ГЛАВНОЙ БАЛКИ

Сечение главной балки в соответствии с заданием принимаем составным сварным. Балку принимаем переменного по длине сечения, поэтому рассчитываем её без учета развития пластических деформаций. Определим требуемый момент сопротивления балки:

,

где R_y – расчетное сопротивление стали при работе на растяжение, сжатие, изгиб, по пределу текучести, по табл. В.5 [ 1 ] R_y=240 МПа;

g_с – коэффициент условий работы, по табл. 1 [ 1 ] g_с=1,1.

.

Определим высоту сечения главной балки:

а) оптимальную (по расходу стали) высоту сечения определим по формуле (формула 7.20 [ 3 ]):

,

где k =1,17 – конструктивный коэффициент для сварной балки переменного сечения;

t_w – толщина стенки балки.

Предварительно зададим высоту балки около 1/10 её пролета, т.е

h=1/10·15=1,5 м. Далее, по эмпирической формуле 7.26 [ 3 ] определим

Тогда

Задавшись t_w = 12мм, сделаем перерасчет оптимальной высоты балки:

h_опт = k · ,

h_опт =1,17· см.

б) минимальная высота сечения из условия обеспечения жесткости

.

в) принятая высота главной балки в сумме с толщиной настила и величиной предельного прогиба не должна превышать заданную строительную высоту перекрытия:

где H - отметка верха настила рабочей площадки (по заданию);

h - отметка верха габарита оборудования (по заданию);

h_б.н.- высота балки настила;

						КП №1 ПГ-09-02 АД и ТСП	лист
Изм.	Кол.уч.	Лист	№ док

h_гл.б.- высота главной балки;

f- макс. прогиб.

Высоту главной балки целесообразно назначить близко к оптимальной, но не ниже минимальной, т.е назначаем высоту балки h_{гл.б .}=1260 мм.

Из таблицы 4.1 [2] подбираем толщину стенки t_w =11мм.

Проверим принятую толщину стенки из условия действия касательных напряжений по формуле 7.23 [ 3 ], приняв γ_с=1 (прим.4 табл. 1* [ 1 ])

1) из условия работы стенки на срез:

,

т.е. условие выполняется.

Проверим условие (7.25 [3]), при соблюдении которого не требуется постановка продольных ребер в стенке

2) из условия обеспечения местной устойчивости без конструирования продольных ребер жесткости:

Принятая стенка толщиной 11 мм удовлетворяет прочности на действие касательных напряжений и не требует постановки продольного ребра для обеспечения местной устойчивости.

Размеры горизонтальных поясных листов находим исходя из необходимой несущей способности балки. Для этого вычислим требуемый момент инерции сечения балки

.

Находим момент инерции стенки балки, принимая толщину поясов 60 мм:

,

.

Момент инерции, приходящийся на поясные листы:

Площадь поясного листа:

где h_f – расстояние между центрами тяжести полок, h_f=h-t_f =126-3=123 см.

Толщина поясного листа:

Ширина поясного листа:

Подбираем по сортаменту поясные листы из универсальной стали по ГОСТ 82-70* 450х30 мм, тогда А_f= 135см² > 130,7 см², стенку подбираем по ГОСТ 19903-74* - 120х11 мм.

x

x

t_w = 11

b_f =280

						КП №1 ПГ-09-02 АД и ТСП	лист
Изм.	Кол.уч.	Лист	№ док

Рис. 10 – Поперечное сечение главной балки рис переделать

Проверим устойчивость поясных листов и полок исходя из п.7.3.8 [1]:

Проверим принятое сечение на прочность.

Проверку балки на прогиб делать не надо, т.к.принятая высота сечения больше минимальной и регламентированной - прогиб обеспечен.

Дата добавления: 2015-09-06