Проектирование рабочей площадки (строительная высота перекрытия – 1,4 м, расстояние от пола до верха настила – 9,6 м), страница 2

Определяют толщину стенки из условия ее прочности на срез на опоре балки:

, где - коэффициент условия работ (1,1);

 расчетное сопротивление стали срезу;(МПа);

 высота стенки; cм;

см;

см<0.89;

Принимаем мм;

Оптимальна высота балки из условия минимума массы:

_оптcм_,

где к - коэффициент, равный 1,1 для балок переменного сечения

_тр – требуемый момент сопротивления для изгибающего момента    в середине балки;

Окончательно принимаем размеры стенки 1250*10 (мм).

Приняв см определяем момент инерции поясов

см⁴

Площадь одного пояса:

см²

см. Толщина пояса см

По ГОСТу сечение пояса 280*30 ( см²), что удовлетворяет требованиям местной устойчивости:

Вычислим ширину пояса в приопорной зоне. Момент в сечении

м , кНм;

поперечная сила кН.

Требуемый момент сопротивления

см³

Сечение пояса на опоре при см;

см²

Поэтому см, принято мм, см.

Геометрические характеристики сечения в середине балки:

cм⁴. Момент инерции ослабления верхнего пояса двумя отверстиями 20 мм см⁴

Момент инерции и момент сопротивления нетто:

см⁴

см³

На опоре балки характеристики равны:

cм⁴, см⁴, см³

Статические моменты пояса см³

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Проверочные расчеты сечения балки

Проверочные расчеты сечения балки по нормальным напряжениям в середине, по касательным на опоре, а также по местным напряжениям показывают, что прочность по ним обеспечена, так как

; σ=МПа;

τ==МПа;

σМПа;

Условная длина распределения местного давления , где  ширина полки поперечной балки;

толщина полки главной балки;

 +cм;

Прочность стенки по приведенным напряжениям в месте изменения сечения пояса () при значениях

σМПа;

τМПа;

МПа;

Относительный прогиб балки:

;

Вычислим усилия:

кНсм;   кН/cм;

2.3.1 Проверка общей и местной устойчивости балки

Общая устойчивость балки не проверяется если выполняется следующее условие:

 

Следовательно, условие выполняется.

Местная устойчивость стенки зависит от нормальных и касательных напряжений и от условий жесткости стенки.

 

Так как , то нет необходимости устанавливать парное продольное ребро. Принимаем мм.

мм; (при двусторонних ребрах);

 мм

Схема укрепления балки ребрами жесткости

; ;

Для первого отсека (1-2) :

кНм;

 кН;

cм⁴;

МПа;  кН;

МПа;  МПа;

;   ;  ;

Для второго отсека (2-3)

 кНм;

кН;

 МПа;

МПа;

Для третьего отсека  (3-4) 

 кНм;

кН;

МПа;

МПа;

Для четвертого отсека (3-4)

кНм;

кН;

МПа;

МПа;

Для пятого отсека (4-5)

кНм;

кН;

МПа;

МПа;

;

2.4 Расчет деталей сварной балки

2.4.1 Расчет поясных швов

Для автоматической сварки в лодочку:

Расчетные сопротивления  МПа; МПа;

кНм

Поскольку , то расчет швов ведем по сечению металла шва:см

Принято мм;(по СНиПу т 38).

2.4.2. Проектирование опорного ребра балки

Давление балок на оголовок колонны передается через опорное ребро (стойку). Для расчета сечения опорного ребра принимаем .

Опорные ребра располагаются в торце балки, торец ребра фрезеруется, поэтому расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности ребра равно:

МПа

Характеристики сечения: cм²; ;

 cм²;

cм⁴;

cм;

, по приложению φ=0,957

Прочность по смятию ребра и его устойчивость обеспечены, так как

σМПа, что меньше чем МПа

σМПа<253 МПа.

2.4.3 Расчет стыков сварных балок

Стык осуществляют на высокопрочных болтах.

Вычисляем усилие в накладках:

где - момент воспринимаемый поясами

где кНм, см⁴

см⁴

кНм;

кН

Определим число болтов в поясной накладке по сторону от оси стыка:

где число плоскостей трения;

несущая способность высокопрочного болта при одной плоскости трения

где натяжение высокопрочного болта;

кН;

кН;