Выбор марок стали и компоновка балочной клетки. Расчет и конструирование главной клетки. Расчет и конструирование колонны сплошного сечения, страница 4

Проверяем прочность балки:

Прочность балки не обеспечена.

Найдем требуемый момент инерции:

Примем сечение пояса 400х22м.

Определяем геометрические характеристики подобранного сечения:

Момент инерции:

Момент сопротивления:

Проверяем прочность балки:

Прочность балки обеспечена.

Жесткость балки:

Жесткость балки обеспечена.

2.4 Изменение сечения главной балки по длине

Примем изменение сечения пояса на расстоянии 1,9м от опоры.

Изгибающий расчетный момент в месте изменения сечения:

Требуемый момент сопротивления сечения балки при выполнении стыка полуавтоматической сваркой ():

Площадь пояса:

Подбираем габариты листа, соблюдая условия:

; ;

; ;

Принимаем лист размерами 200х22мм, А_f=44см².

Момент инерции и момент сопротивления измененного сечения балки:

Нормальные напряжения в сварном шве:

Наибольшие касательные напряжения у нейтральной оси сечения на опоре балки:

, где

Q=901,185 кН

2.5 Проверка приведенных напряжений

Проверяем приведенные напряжения на границе стенки в месте изменения сечения по следующей формуле при (примыкание балок настила в один уровень):

, где

, где

Прочность балки в месте изменения сечения обеспечена.

2.6 Проверка общей устойчивости

Проверка общей устойчивости главной балки не требуется, так как к поясу балки непосредственно приваривается стальной настил.

2.7 Проверка местной устойчивости

Условная гибкость стенки:

, следовательно, требуется проверка местной устойчивости.

Примем расположение поперечных ребер жесткости с шагом 1 м.

Расчет первого отсека. Сечение 1-1 располагается на расстоянии х1=500 мм от левой опоры.

В сечении действуют:

 

Расчет на устойчивость следует выполнять по формуле:

, где

               

δ	Сcr
2,0	33,3
2,68	33,742
4,0	34,6

, где С_cr зависит от

, где ,

,

, следовательно, устойчивость первого отсека обеспечена.

Расчет шестого отсека. Сечение 2-2 располагается на расстоянии х2=5500 мм от левой опоры.

В сечении действуют:

 

Расчет на устойчивость следует выполнять по формуле:

, где

                

δ	Сcr
4,0	34,6
5,37	34,737
6,0	34,8

, где С_cr зависит от

, где ,

,

, следовательно, устойчивость шестого отсека обеспечена.                                                                                                                                                     Назначаем размеры двусторонних ребер жесткости:

. Принимаем b_h=90 мм,

Сечение ребра назначаем 90х8 мм. Поперечные ребра жесткости привариваем сплошным односторонним швом катетом k_f=6мм полуавтоматической сваркой.

2.8 Расчет поясных швов

Рассчитываем соединение пояса со стенкой балки. Принимаем сварку полуавтоматическую двустороннюю сварочной проволокой СВ-10ГА и электродами Э50А.

R_wf=215 МПа; R_wz=0,45*R_un=0,45*460=207 МПа; R_wun=490 МПа; β_f=0,9; β_z=1,05; γ_wf=1; γ_wz=0,85; l_w – расчетная длина шва, принимаемая 10мм.

Расчет ведем по металлу шва, т.к.

Катет сварного шва определяем на участке с измененным сечением пояса:

, где                                                       

С учетом требований таблицы 2.9 (1) принимаем k_f=7 мм.

2.9 Расчет опорного ребра

Ребро загружено опорной реакцией Q=901,185 кН.

1. Определяем площадь опорного ребра при

2. Задаемся шириной ребра  и определяем:    

3. Назначаем сечение опорного ребра 20010мм, =20(см. схему на стр. 19).

4. Проверяем опорную стойку на устойчивость:

где

гибкость: , тогда   (стр. 319 (1))

Прочность ребра обеспечена. Торец ребра, опирающийся на опорный столик, должен быть пристроган.

5. Определяем катет сварного шва, прикрепляющего опорное ребро к стенке балки, по формуле (3.87)[1]. Принимаем полуавтоматическую сварку проволокой  СВ – 10ГА и электродами Э50А с