Подбор сечения главной балки. Сечение составной сварной балки состоит из трех листов вертикального - стенки и двух горизонтальных - полок рис. 9. Расчетный изгибающий момент Мmax 9GPLбн - 4,5GPLбн 4,5GPLбн 4,5272,5252,5 3065,91 кНм Для принятой толщины листов полок tf 20 мм расчетное сопротивление стали С375 равно Rу 345 МПа. Коэффициент условия работы с 1. В первом приближении с1 1,1. Требуемый момент сопротивления Высоту сечения балки h предварительно определим по соотношению между hоптW, hопт, f и hmin, где hоптW - оптимальная высота сечения из условия прочности hопт, f - оптимальная высота сечения из условия жесткости hmin - оптимальная высота сечения из условия минимальной жесткости, при обеспечении прочности. 1 оптимальная высота балки из условия прочности, где - отношения высоты балки к толщине стенки в пределах kW 125140. Принимаем kW 130. 2 оптимальная высота балки из условия жесткости, где, n0 231,94 - для пролета L 17,5 м 3 высота балки из условия минимальной жесткости при обеспечении прочности Выбор высоты балки Т.к. hmin hоптW hопт, f , принимаем h hоптW Высота главной балки должна соответствовать наибольшей строительной высоте перекрытия согласно заданию h hc max - tн, где tн - толщина настила.
Наибольшая строительная высота перекрытия определяется разностью отметок верха настила и габарита помещения под перекрытием hc max 8,4 - 6,6 1,8 м Т.к. h 1199 см hc max - tн 1800 - 6 1794 мм -оставляем выбранную высоту h 1199 см. Принимаем толстолистовую сталь шириной 1250 мм. С учетом обрезки кромок с двух сторон по 5 мм hW 1250 -10 1240 мм. По коэффициенту kW 130 определяем толщину стенки tW hW kW 1240130 9, 5 мм. Принимаем tW 10 мм. Толщину полок назначим равной tf 18 3 tW 30 мм. Полная высота балки h hW 2 tf 1240 218 1276 мм Момент инерции стенки Требуемый момент инерции полок Jтр Jтр max - JW, где Jтр max определим по двум значениям из условий а прочности Jтр 0,5Wтр h 0,58848,2127,6 564512,2 см4 б жесткости Jтр 530132 см4 Jтр 564515,2 - 158885 405630,2 см4 Требуемая площадь сечения полки Толщина стенки из условия обеспечения ее местной устойчивости В расчете было принято 1,8 см, что больше tf 1,42 см. Ширину полки назначаем из условия или bf 427 256 мм. Принимаем bf 360 мм, что соответствует ширине листа универсальной стали по сортаменту.
Уточним собственный вес балки по принятым размерам.
Площадь поперечного сечения А 2Аf АW 2 1,8 36 1,0124 253,6 см2 Вес погонного метра балки gг S А 77 0,025361,03 2,01 кНм, где S 77 кНм - удельный вес стали 1,03 - конструктивный коэффициент, учитывающий вес ребер жесткости и сварных швов. Вес главной балки на участке между вспомогательными балками Gг gг Lбн 2,01 2,5 5,025 кН Уточним нагрузки на балку, полученные в табл.5. Нормативная Рn Gn 210,0 13,25 5,025 228,275 кН Расчетная Р G 252 13,9 5,33 271,23 кН Уточним усилия.
Изгибающие моменты от нормативных и расчетных нагрузок Мn max 4,5Gn Pn Lбн 4,5228,2752,5 2568,09 кНм Мmax 4,5GPLбн 4,5271,232,5 3051,4 кНм Перерезывающая сила на опоре Qmax 3GP 3271,23 813,69 кН Геометрические характеристики сечения балки Момент инерции Момент сопротивления Найдем отношение площадей полки и стенки Найдем коэффициент с 1,118. Т.к. в балке имеется зона чистого изгиба, принимаем с1 с1m 0,51с 1,059 2.2.2.