Подбор сечения поясов

Требуемая площадь сечения одного поясного листа балки определяется из условия прочности (если , – требуемый момент инерции балки из условия прочности) или из условия жесткости (если , – требуемый момент инерции сечения балки из условия жесткости). Поэтому в формуле, по определению требуемого момента инерции, приходящегося на поясные листы (I_{f , тр} = I _тр – I_w), за I _тр принимается большее из двух значений или .

Пример
(продолжение, начало см. пп. 1.1, 1.2, 1.3)

Погонная нагрузка с учетом собственного веса главной балки – 2 %:

нормативная нагрузка, кН/м:

q_n = k × (m× g + u_n)× B = 1, 02× (120, 7× 9, 81 + 25× 10³)× 6 =

= 160 250 Н/м = 160, 25 кН/м;

расчетная нагрузка, кН/м:

q = k (m× g × g _f + u_n × g _f) × B =

= 1, 02× (120, 7× 9, 81× 1, 05 + 25× 10³× 1, 2)× 6 =191 200 Н/м = 191, 2 кН/м.

Максимальные значения расчетных усилий (рис. 4):

изгибающий момент в середине пролета:

поперечная сила на опоре:

Рис. 4. Усилия в главной балке

Вычисляется требуемый момент сопротивления поперечного сечения в предположении работы материала в упругой стадии. Расчетное сопротивление стали С255 R_y = 240 МПа для проката толщиной до 20 мм (см. табл. 51^* [3]), коэффициент условия работы конструкции g _с = 1 (см. табл. 6^* [3]);

.

Минимальная высота (по жесткости) балки:

Задается гибкость стенки l_w = 150 (см. табл. 3). Тогда оптимальная высота балки без учета развития пластических деформаций

При этажном сопряжении балок настила (рис. 5, а):

h _max = h _стр - h _б.н. - t _н - f = 2, 2 – 0, 33 – 0, 01 – 0, 038 = 1, 822 м;

при сопряжении балок в одном уровне (рис. 5, б):

h _max = h _стр - t _н - f = 2, 2 - 0, 01 – 0, 038 = 2, 152 м,

где f = L /400 = 1500/400 = 3, 75 см» 3, 8 см =0, 038 м – прогиб балки.

Принимается h = 1, 74 м, что больше h _min = 1, 22 м, меньше h _max = 1, 82 м и близко к h _опт = 1, 71 м.

Рис. 5. Схемы сопряжения балок:

а – этажное; б – в одном уровне; в – пониженное

Определяется толщина стенки t _w из условий:

а) прочности на срез от Q _max = 1434 кН, при h _w = h - 2× t_f = 1, 74 - 2× 0, 02=1, 70м, где t_f из опыта проектирования принимается в пределах от 10 до 40 мм; принимается h_w = 1, 70 м – равной ширине листа в соответствие с сортаментом прокатной стали по ГОСТ 19903-74^* (приложение, табл. 4); R_s = 0, 58 × R_y = 0, 58 × 240 = 139, 2 МПа; R_y = 240 МПа, при толщине проката 10…20 мм (табл. 51^* [3]):

б) местной устойчивости стенки без укрепления продольными ребрами жесткости:

;

Принимается t_w = 12 мм, что примерно соответствует заданной гибкости стенки l_w = 150 (h_w / t _w= 1, 7 /0, 012 = 142).

Вычисляется:

требуемый момент инерции сечения балки из условия прочности:

где h = h_w + 2× t_f = 1, 70 + 2× 0, 02 = 1, 74 м = 174 см;

требуемый момент инерции сечения балки из условия жесткости:

Так как

подбор сечения поясов ведется по моменту инерции