 |
Подбор сечения главной балки
|
|
|
|
По требованиям СНИП минимальная толщина стенки принимается 6 мм, а полки 8 мм.
Принимаем 
мм.
Принимаем сечение горизонтального листа 360x14мм.
Определим уточненное значение момента инерции подобранного поперечного сечения балки:
Наибольшее нормальное напряжение в крайнем волокне балки:
Определим касательное напряжение на уровне центра тяжести балки в опорном ее сечении:
Определим эквивалентные напряжения в сечении, в котором имеется наибольший изгибающий момент М = 13269000 кГ см и Q = 12130 кГ.
Эквивалентные напряжения вычисляются на уровне верхней кромки вертикального листа в зоне резкого изменения ширины сечения.
Вычислим в этом волокне балки напряжения от М:
.
В этом же волокне напряжение от Q:
,
где 
э
Эквивалентное напряжение:
,
что меньше наибольшего нормального напряжения в крайнем волокне.
Общая устойчивость балки
; 
Требуются вертикальные ребра жесткости.
Расстояние между ними:
.
В этом случае следует знать следующие величины:
1) нормальное напряжение в верхнем волокне вертикального листа:
;
2) среднее касательное напряжение τ от поперечной силы. В середине пролета Q = 12130 кГ, среднее напряжение равно:
;
3) местное напряжение под сосредоточенной силой:
;m=1.
Для среднего значения режима:
.
Примем сечение рельса 50x50 мм.
Ордината центра тяжести сечения пояса и рельса относительно верхней кромки пояса равна:
Найдем момент инерции относительно оси x0, проходящей через центр тяжести сечения пояса с рельсом (F = 75,4 см2).
.
Вычислим условную длину:
|
|
|
.
Находим напряжение 
от Р = 14000 кГ:
.
Для проверки правильности постановки ребер жесткости надлежит выяснить три вспомогательные величины:
1) 
;
2) 
d = 120 см.
.
3) 
,
k1 = 8,6.
.
Проверим, обеспечена ли требуемая устойчивость:
Устойчивость вертикального листа в середине пролета вполне обеспечена.
Посмотрим, обеспечена ли устойчивость в опорных сечениях.
На опоре 
.
.
Проверяем снова устойчивость для опорного сечения, полагая 
.
Устойчивость в опорном сечении обеспечена.
Переходим к расчету поясных швов.
Катеты верхних и нижних поясных швов примем равными k = 6 мм.
В нижних поясных швах действуют касательные напряжения:
В верхних поясных швах при определении напряжений следует вычислять S с учетом наличия рельса:
Местное напряжение в шве:
.
Условное результирующее напряжение:
.
Допускаемое напряжение в поясных швах:
.
Катеты швов, приваривающих ребра жесткости к поясам и вертикальному листу принимаем k = 6 мм.
Подбор сечения вертикальной вспомогательной фермы
m=0,55
Верхний пояс:
Верхний пояс сжатый. С точки зрения уменьшения сборочно-сварочных работ принимаем сечение из одного равнобокого уголка.
1) Требуемая площадь сечения:
Примем уголок 100х100х12, F=22,8 см2, 
, 
.
2) Проверка на устойчивость:
Находим гибкость:
,
где l – свободная длина элемента (l = 135 см);
rx – радиус инерции поперечного сечения гибкого элемента.
3) Проверка на выносливость:
,
где Кэ – коэффициент концентрации напряжений (Кэ = 1,2);
r – характеристика нагружения панели верхнего пояса.
Принимаем 
.
Нижний пояс:
1) Требуемая площадь сечения
Примем уголок 90х90х8; F=13,90 см2, 
, 
.
2) Гибкость:
3) Проверка на прочность:
4) Проверка на выносливость:
|
|
|
Принимаем 
.
Раскосы:
Растяжение: Nmax=33,4 (kH); lp=144,48 cм.
Сжатие: Nmax = -52,2 (kH); lp=86,54 cм.
Сжатые раскосы:
1) Требуемая площадь
Примем уголок 75х75х7; F=10,10 см2; 
, 
.
2) Гибкость:
, где 
3) Проверка на устойчивость
4) Проверяем на прочность:
Растянутые раскосы:
1) Требуемая площадь
Примем уголок 70х70х5; F=6,86 см2; 
, 
.
2) Гибкость
, где 
3) Проверка на устойчивость:
4) Проверяем на прочность:
.
Стойки:
1) Требуемая площадь сечения:
Выбираем уголок 50х50х5; F=4,8 см2; 
, 
.
lp=120 cм.
2) Гибкость:
3) Проверка на устойчивость
4) Проверка на выносливость:
(Кэ = 2,7)
|
|
|
