Файл: Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство российские железные дороги.docx

Сечение составной сварной балки состоит из трех листов: вертикального – стенки и двух горизонтальных – полок.

При пяти грузах в пролете расчетный изгибающий момент:

Для принятой толщины листов полок

расчетное сопротивление стали C375 равно

Коэффициент условия работы

В первом приближении

Требуемый момент сопротивления

Рисунок 2.2 - Сечение главной балки 1–стенка; 2–полки

Высота сечения балки

предварительно определяется по соотношению между

где

–оптимальная высота сечения из условия прочности;

- оптимальная высота сечения из условия жесткости;

сечения из условия минимальной жесткости, при обеспечении прочности.

а) Оптимальная высота балки из условия прочности

где

- рекомендуемое по [4, табл.7.2] отношение высоты балки к толщине стенки в пределах

Принимаем

.

б) Оптимальная высота балки из условия жесткости

Здесь

Величина

получена для пролета

линейной интерполяцией.

в) Высота балки из условия минимальной жесткости при обеспечении прочности =

Правила выбора высоты балки

Если,

следует принять

;

Если

, следует принять

;

Если

, следует принять

.

В примере расчета полученные высоты главной балки располагаются в следующем соотношении:

Пользуясь правилом, выбираем высоту балки:

Высота главной балки, помимо расчетов, должна соответствовать наибольшей строительной высоте перекрытия по заданию:

где

- толщина настила. Наибольшая строительная высота перекрытия определяется разностью отметок верха настила и габарита помещения под перекрытием:

Так как

оставляем выбранную высоту балки

Далее высоту стенки

назначают близкой к высоте балки

, в соответствии с шириной листа сортамента универсальной или толстолистовой стали.

Принимаем прокатную толстолистовую сталь, ширина которой равна 1250 мм. С учетом обрезки кромок с двух сторон по 5 мм:

По ранее принятому коэффициенту

определяем толщину стенки:

Принимаем

Толщину полок назначаем равной

тогда полная высота балки оказывается равной

Вычисляем момент инерции стенки

Требуемый момент инерции полок

Здесь наибольший требуемый момент инерции балки

определяется по двум значениям из условий прочности и жесткости:

из условия прочности

из условия жесткости

Требуемая площадь сечения полки

Толщина полки из условия обеспечения ее местной устойчивости:

В расчете было принято

см, принятые значения проверку проходят.

Ширину полки рекомендуется назначать равной

.

Вычисляем

Принимаем

что соответствует ширине листа широкополосной универсальной стали по сортаменту. Подобранное сечение балки показано на рисунке 2.3.

380

Рисунок 2.3 - Размеры сечения главной балки

Уточняем собственный вес балки по принятым размерам. Площадь поперечного сечения балки

Вес погонного метра балки

здесь

– удельный вес стали;

– конструктивный коэффициент, учитывающий вес ребер жесткости и сварных швов. Вес главной балки на участке между вспомогательными балками

Уточняются нагрузки на балку, полученные в таблице 5:

Нормативная

Расчетная

Уточняются усилия:

Изгибающие моменты от нормативных и расчетных нагрузок:

Перерезывающая сила на опоре (для пяти грузов в пролете):

Геометрические характеристики сечения балки:

Момент инерции

Момент сопротивления

В зависимости от соотношения площадей полки и стенки

уточняется коэффициент

,учитывающий развитие пластических деформаций. В соответствии с [1, п.5.18]

а при наличии зоны чистого изгиба (случай четного числа грузов на балке),

Коэффициент

определяется интерполяцией по [1, табл.66].

В нашем случае

Интерполируя по таблице 66, находим коэффициент

2.3. Проверка прочности главной балки

а) Нормальные напряжения:

В соответствии с требованиями по экономии стали [2, п.1.9] в составных сечениях, недонапряжение не должно превышать 5%. Недонапряжение равно

б) Касательные напряжения (проверка стенки на срез).

Касательные напряжения проверяются в стенке, в месте крепления опорного ребра без учета работы на срез полок

Рисунок 2.4. Эпюры касательных напряжений в стенке

на опоре и в пролете балки: а – на опоре; б – в пролете

2.4. Проверка прогиба главной балки

Условие жесткости балки удовлетворяется.

2.5. Определение типа сопряжения вспомогательной и главной балок

Суммарная высота элементов перекрытия: настила, балки настила, вспомогательной и главной балок

Ранее была найдена наибольшая строительная высота перекрытия

Так как

поэтажное сопряжение невозможно. Принимаем сопряжение вспомогательной и главной балок в пониженном уровне.

Рис 2.5. Схема сопряжения балок в пониженном уровне

2.6. Проверка общей устойчивости главной балки

В соответствии с [2, п. 5.16(а)] при наличии стального настила, непрерывно опирающегося на сжатый пояс балки и надежно с ним связанного электросваркой, проверять общую устойчивость балки не требуется.