 |
Конструктивная схема главной балки
|
|
|
|
 |
 |
 | |||
| |||
Lz – глубина заделки главной балки в стену;
hk – высота сечения колонны;
lo,г.б – расчетный пролет главной балки
Начинать компоновку сечения балки надо с определения высоты стенки балки, от которой зависят все остальные параметры балки.
Высота стенки:
1. Минимальная высота из условия жёсткости
,
где 
– предельно допустимая величина относительного прогиба главной балки; 
– среднее значение коэффициента надежности по нагрузке, 
.
2. Оптимальная высота из условия минимального расхода стали
,
где 
– требуемый момент сопротивления главной балки; 
– толщина стенки.
1. 
= 8-16 мм из конструктивных требований.
2. Толщина стенки определяется по эмпирической формуле
.
3. 
– минимальная толщина из условия прочности стенки на действие поперечной силы
,
где 
расчетное сопротивление материала сдвигу [1, табл. 1*].
Назначаем размеры стенки балки так, чтобы
и
соответствовали сортаменту на прокатную сталь (прил. 1).
Установив размеры стенки балки, определяем толщину и ширину полки.
Толщина полок назначается из конструктивных требований:
1. 
.
2. 
.
Ширина полок:
1.Из условия закрепления второстепенных балок
.
2.Из условия общей устойчивости балки
.
3.Из условия местной устойчивости сжатого пояса
.
Размеры полки должны соответствовать сортаменту на прокатную сталь.
После подбора сечения проводим проверку прочности принятого сечения по нормальным напряжениям:
,
где 
– фактический момент сопротивления главной балки, определяемый как
|
|
|
; 
;
– фактический момент инерции сечения относительно оси x-x.
Сечение подобрано удовлетворительно, если запас прочности не превышает 5 %.
В противном случае необходимо скорректировать размеры сечения (только полки) и повторить проверку.
Конструирование балки переменного сечения. Эпюра материалов
В целях экономии стали для сварных балок широко применяют изменение сечения балки по длине за счет сужения поясов на приопорных участках (рис. б) согласно эпюре изгибающих моментов.
Ширину пояса на приопорных участках принимают в пределах (0,5-0,6) 
, но не менее 100 мм.
Сечение главной балки:
а)полное б) уменьшенное
Для определения мест изменения сечения и оценки несущей способности балки строим эпюру материалов и план балки.
Для построения эпюры материалов для полного и уменьшенного сечений вычисляем максимальный изгибающий момент, который сечение может выдержать:
– максимальный момент для сечения с полкой шириной
;
– максимальный момент для сечения с полкой шириной 
,
где 
– момент инерции относительно оси x-x сечения с полкой шириной .
Значения моментов 
и 
откладываем на эпюре изгибающих моментов. Точки 1 и 2 – места теоретического изменения сечения (точки пересечения с изгибающим моментом). На участке между точками 1 и 2 сечение балки принимается с полной шириной .
Переход от широкой полки к узкой делается плавным, уклон скоса не более 1:5. Положение точек 
и 
по отношению к точкам 1 и 2 будет определяться величиной
.
Построение эпюры материалов
|
|
|
|
|
|
|
|
схема нагрузок
 | |||||||
 | |||||||
 |  | ||||||
б) план
балки
   |
в) эпюры моментов
и материалов
        |
г)эпюра
|
|
|
|
перерезывающих
сил
Проверка прочности балки по касательным и приведенным
Напряжениям
Проверка проводится в наиболее опасных сечениях – в местах изменения сечения и неблагоприятных сочетаний изгибающих моментов и перерезывающих сил.
Наибольшие касательные напряжения возникают в середине стенки, в сечении с максимальной поперечной силой 
.
,
где 
– статический момент полсечения на опоре
.
Если условие прочности не выполняется, необходимо увеличить и заново провести расчет.
Проверка по приведенным напряжениям выполняется на уровне поясных швов.
,
где напряжения вычисляются по формулам
; 
;
где 
и 
– соответственно изгибающий момент и поперечная сила, принимаемые по эпюрам для сечений с точками и .
– статический момент отсеченной части сечения
.
|
|
|
