Конструирование и расчёт главной балки

Где: - коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки, для сварных балок =1,15

Исходя из того, что высота стенки ГБ должна подбираться с учётом действующего сортамента листовой стали и быть менее и близкой к принимаем следующее значение высоты стенки ГБ:

Определение размеров полок

Ширина листа полки ГБ определяется из требуемого значения площади сечения полки. Формулу для определения площади сечения одной полки можно получить из известной формулы Штейнера, которая позволяет определять момент инерции сложных сечений относительно осей, не совпадающих с нейтральной осью всего сечения.

Где: – требуемый момент инерции сечения двух полок относительно нейтральной оси балки; – момент инерции сечения одной полки относительно её собственной оси; – площадь сечения одной полки; – расстояние от нейтральной оси балки до собственной оси полки.

Ввиду малости значения моментом инерции сечения полки относительно собственной оси можно пренебречь, тогда формула для определения площади сечения одной полки примет следующий вид:

Требуемый момент инерции сечения одной полки относительно нейтральной оси балки определится как разность между требуемым моментом инерции всего сечения балки и фактическим моментом инерции стенки балки:

Требуемый момент инерции сечения ГБ с известным значением высоты балки (высота стенки + две толщины полок) можно определить по формуле

Момент инерции стенки балки определяется как момент инерции прямоугольного сечения:

Итак, для рассчитываемой балки:

Ширина полки ГБ принимается по действующему сортаменту листовой стали с учётом принятой толщины листа и назначается не менее требуемой по площади сечения полки

Толщину листа принимаем , = 21.39 см

Принимаем полки ГБ из стали универсальной по ГОСТ 82–70 шириной листа 22 см

Для неокаймленного свеса при расчёте в пределах упругих деформаций отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должны удовлетворять следующему условию:

≤ 0,5

Расчётная ширина свеса поясных листов принимается равной расстоянию от грани стенки до края поясного листа:

= (11–0,5)/2=5,25

0,5=0,5 =12,51

5,25 < 12,51 т.е. принятые размеры полки ГБ удовлетворяют условиям местной устойчивости.

Имеем сечение главной балки со следующими геометрическими характеристиками:

=44 А=128+244=216

Изменение сечения балки по длине

Изменение сечения ГБ по длине производят в экономических соображениях, связанных с тем, что значения моментов, по которым производится расчёт сечения, действуют лишь в середине полёта. Изменить сечение балки можно. Уменьшив высоту или толщину стенки, ширину или высоту полки. В сварных балках наиболее распространено уменьшение ширины полки. При равномерно распределённой нагрузке наиболее выгодное по расходу стали место изменения сечения поясов однопролётной сваркой балки находится на расстоянии 1/6 пролёта балки от опоры.