Решение. 1. Максимальные расчетные внутренние усилия в балке при расчетной нагрузке :

1. Максимальные расчетные внутренние усилия в балке при расчетной нагрузке :

изгибающий момент ;

поперечная сила .

2. Расчетные сопротивления стали С285 (фасонный прокат, толщина t свыше 10 до 20 мм): , (табл. 2 [1]), модуль упругости .

3. Требуемый момент сопротивления двутавра определяется по формуле (35) [1]

.

4. Требуемый при заданной жесткости момент инерции сечения определяется из формулы прогиба балки при свободном опирании, полагая, что прогиб равен предельному значению [1]

.

5. Выбираем по сортаменту двутавр I 40/ГОСТ 8239-89 (приложение 11 [3]) со следующими характеристиками: высота сечения h = 400 мм, ширина полки b = 155 мм; толщина стенки , толщина полки , моменты сопротивления , , моменты инерции , , статический момент .

6. Выполним проверки принятого сечения [1]:

а) на прочность при действии изгибающего момента М

– прочность балки по нормальным напряжениям обеспечена;

б) на прочность при действии поперечной силы Q

– прочность опорного сечения балки по касательным напряжениям обеспечена;

в) на общую устойчивость балки, которая обеспечена при значении условной гибкости сжатого пояса балки

,

где		–	предельная гибкость сжатого пояса балки, определяемая по табл. 10 [1];
		–	свободная длина балки между опорами, ,

,

где b / t = 15, 5/1, 3 = 11, 9 < 15, принимаем b / t = 15.

Устойчивость балки обеспечена: 0, 467 < 0, 576.

При невыполнении условий прочности или устойчивости необходимо увеличить поперечное сечение балки и повторить проверки.

Подготовка данных для экспертизы расчета по программе «Кристалл» приведена на рис. 5.2 – 5.6.