Прочность балки по касательным напряжениям.

Жесткость балки.

Уточняем нормативную нагрузку на балку с учётом собственного веса балки:

= ;

где для l = м, n₀= (т.1.5 [1]).

Условие жесткости выполняется. Проверка общей устойчивости балки настила не требуется, так как по всей длине балки к ее верхнему поясу приварен настил.

Расчёт второстепенных балок

Рисунок 1.5 Расчётная схема второстепенной балки

Расчётная нагрузка на второстепенную балку:

,

где = кг/м – линейная плотность балки настила;

l_н= м – шаг балок настила в усложнённом типе балочной клетки;

а₁= м – шаг второстепенных балок в усложнённом варианте балочной клетки.

Расчётный изгибающий момент в балке:

Определяем требуемый момент сопротивления сечения:

где =240 МПа =24,0 кН/ см² – расчетное сопротивление стали С245 для фасонного проката при толщине от 2 до 20 мм (т. 2.3 [1]);

- коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций;

- коэффициент условий работы (т. 2.1 [1]).

По т. 7.4 [1] принимаем двутавр № по ГОСТ 8239-89 (таблица 1.1).

Таблица 1.3 Геометрические характеристики двутавра № по ГОСТ 8239-89

Уточняем расчётную нагрузку на балку с учётом собственного веса балки:

Определим уточнённые М и Q:

Уточняем коэффициент с₁, учитывающий развитие пластических деформаций.

Площадь стенки

Площадь полки

, по таблице 3.6 п.1 [1] определяем с₁ =

Прочность балки по нормальным напряжениям.

Недонапряжение составляет 2,43 %.

Прочность балки по касательным напряжениям.

Жесткость балки:

Уточняем нормативную нагрузку на балку с учетом собственного веса балки:

где для l = м, n₀= (т.1.5 [1]).

Условие жесткости выполняется.

1.5 Выбор наиболее экономичного варианта

Сравнение вариантов балочных клеток производим в табличной форме (таблица 1.4)

Таблица 1.4 Сравнение вариантов балочных клеток

Для расчета принимаем -й вариант, как наиболее экономичный по расходу стали.

Расчёт крепления настила.

Рисунок. 7 – Расчётная схема настила.

Расчёт крепления настила ведём для нормального типа балочной клетки, как наиболее экономичного по расходу стали.

Определим растягивающее усилие Hна 1см настила.

,

где E₁=226400МПа

- коэффициент надёжности по нагрузке (т.1.4 [1]);

, при l = м по т.1.5 [1] n₀=

Для крепления настила принимаем полуавтоматическую сварку в углекислом газе проволокойСВ-08Г2С.

Угловой шов рассчитываем по металлу шва, так как

где и - коэффициенты глубины проплавления шва, для полуавтоматической сварки проволокойСВ-08Г2С, и (т.4.2 [1]).

R_wf=215МПа – расчётное сопротивление по металлу шва (т.4.4 [1]);

(т.4.7 [1]), где R_un = (МПа) – временное сопротивление свариваемости стали С375 (т.2.3 [1]);

-коэффициенты условий работы сварного шва;

Определяем катет сварного шва.

-длина шва;

- коэффициент условий работы (т.2.1 [1]).

Катет сварного шва:

В соответствии с требованиями т.4.5 [1] (соединение нахлесточное с односторонними угловыми швами, сварка полуавтоматическая), принимаем

2. Расчет и конструирование главной балки

Подбор и проверка сечения главной балки

Рисунок – Расчётная схема главной балки.

Сбор нагрузок на главную балку

Балку проектируем переменного по длине сечения и рассчитываем без учёта развития пластических деформаций. Главная балка воспринимает нагрузку от балок настила, расположенных с шагом 1143 мм. При таком частом расположении этих балок можно считать, что главная балка нагружена равномерно распределенной нагрузкой.

Вес настила и балок настила:

где – собственный вес настила, =

= кН/м – линейная плотность балок настила;

= м – шаг балок настила.

Вес главной балки принимаем в пределах (1..2)% от нагрузки на балку:

где В - шаг колон в поперечном направлении.

Нормативная нагрузка на балку:

Расчетная нагрузка на балку:

Компоновка сечения главной балки

Вычисляем максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета и поперечную силу на опоре:

Требуемый момент сопротивления сечения балки в упругой стадии работы

где = MПa – расчетное сопротивление стали С для листового проката при толщине от до мм (т. 2.3[1]).

Рисунок 2.2 Сечение главной балки

Определяем ориентировочную высоту главной балки:

При расчете по эмпирической формуле толщина стенки составляет:

Толщина стенки из условий среза:

где - расчетное сопротивление материала стенки срезу.

=0,58 =

Толщина стенки из условий местной устойчивости:

Принимаем стенку толщиной t_w= мм (т. 7.14[1]).

Определяем оптимальную высоту балки при t_w= мм:

где k=1,1 – коэффициент, зависящий от соотношения конструктивных коэффициентов поясов и стенки балки, принимаемый равным 1,10-1,15.

Минимальная высота балки

где (т. 1.5[1]);

R_y = МПа– расчетное сопротивление стали С для листового проката при толщине св. до мм (т. 2.3[1]).

Принимаем высоту балки h= мм.

Принимаем толщину полки t_f = мм (т. 7.14[1]), тогда высота стенки:

Высота по осям поясов:

Требуемый момент инерции сечения балки:

Момент инерции стенки балки:

Момент инерции полки:

Определяем требуемую площадь полки

Определяем требуемую ширину полки

Ширина полки принимается в пределах , но не менее 180 мм.

Принимаем b_f = мм из универсальной широкополосной стали по ГОСТ 82-70^* (т. 7.14[1]).

Из условия свариваемости отношение толщины полки к толщине стенки не должно превышать 3:

Проверяем принятую ширину (свес) поясов , исходя из обеспечения их местной устойчивости:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: