Расчетная схема балки настила – однопролетная шарнирно опертая балка, пролет которой равен поперечному шагу колонн рабочей площадки В, нагружена равномерно распределенной нагрузкой .

Рас чет балки настила.

Расчетная схема балки настила – однопролетная шарнирно опертая балка, пролет которой равен поперечному шагу колонн рабочей площадки В, нагружена равномерно распределенной нагрузкой .

L=16м пролет главной балки, B=6м расстояние между главными балками, с=345 сталь, =250см предельный прогиб главной балки, l=6м длина колоны

Нормативное значение погонной нагрузки на балку в кН/м:

= 14.5 кН/ нормативная нагрузка на рабочую площадку

= 1.28 осредненный коэффициент надежности по нагрузке

a = 0.8 м расстояние между балками настила = * a=14.5*0.8=11.6

Расчетное значение погонной нагрузки на балку:

= * =11.6*1.28=14.85

Расчетные значения изгибающего момента и поперечной силы:

= = = 66.83 kH/м

= = = 44.55 kH

Для подбора прокатного профиля для балки настила необходимо найти значение требуемого момента сопротивления сечения двутавровой прокатной балки:

= 3 кН/ расчетное сопротивление фасонной стали

= 1 коэффициент надежности по назначению

= 1 коэффициент условий работы

= = = 199.5

Зная подбирается по сортаменту необходимый номер прокатного двутавра (№ 24) и выписываются геометрические характеристики его сечения:

= 283 сечение балки

= 3460 момент инерции сечения балки

E = 20600 кН/ модуль упругости стали

Фактическое = 283 ≥ = 199.5

Проверка: G = = = 23.62 кН/ < = 335 кН/

Проверка жесткости балки:

f = = = 2.75 см фактический прогиб балки

= = = 3 см предельный прогиб балки настила
= 3см > f = 2.75см фактический прогиб не превышает предельный

Проверка прочности балки по касательным напряжениям:

= 163 статический момент половины сечения балки относительно нейтральной оси

= 1.1 см толщина стенки балки

= 1.8 кН/ расчетное сопротивление фасонной стали сдвигу

максимальное касательное напряжение

= ≤ * = ≤ = 1.9 ≤ 1.8

Проверка общей устойчивости балки настила не требуется, так как к ее сжатому поясу прикреплен стальной настил. Местная устойчивость стенки и полок прокатных балок обеспечена по условиям их проката.

Расчет главной составной балки

Расчетная схема главной составной балки рабочей площадки – однопролетная балка пролетом L с шарнирным опиранием, нагружена расчетной равномерно распределенной нагрузкой q, к которой приводятся сосредоточенные силы в местах опирания балок настила.

Момент и поперечная сила равны:

q = * * B = 14.5 * 1.28 * 6 = 111.36 кН/м

= = = 3563.52 кН/м

= = = 890.88 кН/м

Назначение размеров составной балки

Основным диктующим размером сечения составной балки (см. рис. …..) является ее высота, которая назначается исходя из экономических соображений и максимально допустимого (предельного) прогиба.

Для назначения высоты балки определяем две величины:

оптимальную высоту, определяющий наименьший расход материала

минимальную высоту балки, обеспечивающую предельный прогиб

= 5* = = 127.87 гибкость стенки

= = = 11878 требуемый момент сопротивления

= = = 6.4 см предельный прогиб главной балки

= = = 131.58 см

= = = 94.82 см

Принимаем h = 130см, максимально близкий к и не меньше

Толщину стенки назначают из следующих условий:

а) обеспечения прочности стенки на срез на опоре (при опирании балки на опорное ребро)

= = = 0.35см

б) обеспечения местной устойчивости стенки без дополнительного укрепления ее продольным ребром (через гибкость стенки, с некоторым запасом считая ≈h)/

≥ h/ = = 10.2мм è назначаем = 11мм

в) конструктивного требования = 11мм > 8мм

= 2.5 см толщина поясного листа (назначается) из условия свариваемости поясов со стенкой необходимо соблюсти < ≤ 3 è 11 < 25 < 33
= h - 2 = 130 –2 * 2.5 = 125 см высота стенки

Требуемую ширину поясного листа определяем из расчета геометрических характеристик сечения, в определенной последовательности:

= * = = 772096 требуемый момент инерции сечения

= * = = 179036 момент инерции стенки

= - = 772096 – 179036 = 593060 требуемый момент инерции поясов

= = = 73 требуемая площадь одного пояса

= = = 29.2 см требуемая ширина пояса

Ширину пояса назначаем в соответствии с сортаментом на широкополосную сталь.

При выборе ширины поясных листов необходимо выполнить ряд требований:

Назначаем = 300мм

; ; требования общей устойчивости

≥ 180; 300 > 180 ; 300 > 130 конструктивные требования

≤ 0.5* ; ≤ 0.5 ; 6.4 ≤ 23 требования по обеспечению местной устойчивости

Определяем действительные геометрические характеристики сечения:

I = + = + 2 * * * ( = 179036 + 2 * 30* 2.5 * ( = = 179036 + 609609 = 788645

I = 788645 = 772096

W = = = 12133

W = 12133 = 11878

Проверка на прочность по нормальным напряжениям:

= * ; 30 * 1; 29.42 30

Изменение сечения составной балки.

Изменения сечения находятся на расстоянии x = x = = 2.7м

Изгибающий момент в месте подбора сечений:

= - = - = 2000.38 кН/cм

Поперечная сила в месте изменения сечения:

= – q * x = – 111.36 * 2.7 = 590.11 кH

Требуемый момент сопротивления на опоре:

= = = 6668

Требуемый момент инерции сечения на опоре:

= * = = 433420

Требуемый момент инерции поясов:

= - = 433420 – 179036 = 254384

Требуемая площадь пояса:

= = = = 32

Требуемая уменьшенная ширина:

= = = 12.8 см

= 300мм (ширина балки), по конструктивным требованиям ≥ 180; ≥ h/10;

≥ /2; принимаем = 200мм, > 180; > 130/10; > /2

= + 2 * * = + 2*20 * = 595196

= = = 9157
S = + = + * * = + 20* 2.5 * ( = 2148.43 + 3187.5 = 5336

Проверка касательных напряжений на опоре:

ῖ = = = 7.98 кН/ < * = 180 кН/

Проверка местных и приведенных напряжений:

= q* a = 111.36 * 0.8 = 89.1кН

= + 2 = 11.5 + 2*2.5 = 16.5 см

= = = 4.91 кН/ < = 30 кН/

Приведенные напряжения:

= = = 21 кН/ нормальное напряжение в стенке

= = 4.91 кН/ напряжения перпендикулярные оси балки

= = = 4.29 кН/ среднее касательное напряжение

= = = 19.83 кН/

= 19.83 кН/ < 1.15 * * = 34.5 кН/

Проверка местной устойчивости стенки:

= * = * = 5.38 > 3.2

Размеры ребра жесткости:

= + 40 = + 40 = 81. 67 ширина выступающей части ребра

= 2 * = 81.67 * 2* = 6.39 мм толщина ребра, принимаем 7мм

≤ 2 = 2* 1250 = 2500мм расстояние между ребрами жёсткости

= = = 6.4 количество отсеков, принимаем 7 отсеков

2м

2.4м

2.4м

2.4м

2.4м

2.4м

2м

Крайние отсеки 2м, остальные 2.4м.

Изгибающий момент в x = 2:

= - = - = 1553.28 кН/см

Поперечная сила в сечения x = 2:

= – q * x = – 111.36 * 2 = 668.16 кН

Определить нормативное напряжение:

= = = 16.31 кН/ нормальное напряжение в стенке

= = 4.91 кН/ напряжения перпендикулярные оси балки

= = = 4.86 кН/ среднее касательное напряжение

= = 1.6 > 0.8 ==> рассматриваем варианты б и в:

= =0. 300

δ = 0.8 * *( = 0.8 * * ( = 1.5

=0. 300 < = 0.494 табличное ==> метод - в

Из таблицы 27 находим = 32.4

= = = 35.26 кН/ значение критических напряжений

= * = * = 3.55

= 15.45 из таблицы 2.8

= = = 38.62 кН/ значение критических напряжений

= 10.3 * (1 + ) * = 10.3 * (1 + ) * = 8.31 кН/ критическое касательное напряжение

Проверка

= = 7.46 < 1, толщину стенки не увеличиваем

Расчет поясных швов:

T = = = 4.77 кН/см сдвигающая сила

1.1 * 21.5 = 23.65 кН/ по металлу шва

= 1.15 * 20.5 = 23.58 кН/ по границе сплава

= = = 0.1 см требуемый катет шва по расчету

Расчет опорного конца балки:

= = = 19.36 площадь опорного ребра

= = = 0.97 см = 9,7мм толщина опорного ребра

Принимаем по сортаменту = 16мм

= * = = 0.67 см = 7мм толщина шва

Расчет центрально сжатой колоны:

N = q * L * (кН) = 111.36 * 16 + 6 = 1787.76 кН расчетное значение нормальной сжимающей силы

Задаем 𝛌 = 90˚ = 31.5 è = 0.507 кН/

= = = 111.94 площадь поперечного сечения

= = = 6.67 см требуемый радиус инерции поперечного сечения колоны Принимаем по сортаменту 30К2 = 7.54 см = 122.7

= = = 80˚, = 602

Проверка устойчивости:

= = = 24.2 кН/ < * = 31.5 кН/

Проверка, не превышает ли гибкость колоны допустимую величину

a = = = 1

= 80˚ < = 180˚ - 60 * 1 = 120˚

Дата добавления: 2015-08-27