Пояснительная записка на курсовую работу "Балочная клетка из стали", страница 5

g_fq=1.05 – коэффициент надежности по постоянной нагрузке;

g_fp=1.2 – коэффициент надежности по временной нагрузке;

В – ширина грузовой площади, равная шагу главных балок.

Максимальные расчетные величины момента и поперечной силы определяются по формулам согласно [3]:

М_гб=q_гб•L²/8;                              (4.3)

Q_гб=q_гб•L/2,                                 (4.4)

где L – пролет главной балки.

Для данного случая нагрузка от настила P_g•t_н=78.5•0.012=0.942кН/м²;

нагрузка от балок настила

 P₁(I 14)/l_ф=0.137/0.975=0.14 кН/м²;

нагрузка от вспомогательной балки

P₁(I 55)/с=0.898/2.1=0.427 кН/м²;

постоянная нагрузка

q_q=0.942+0.14+0.427=1.509 кН/м².

по формулам (4.1), (4.2), (4.3), (4.4) получаем

q_гб=7.80•(1.509•1.05+32.40•1.2)=315.62 кН/м;

q_гб^н=7.80•(1.509+32.40)=264.5 кН/м;

М_гб=315.62•12.60²/8=6263.48 кН•м=626348 кН•см;

Q_гб=315.62•12.60/2=1988.4 кН.

5. Подбор сечения главной балки в зоне действия максимального момента

5.1. Определение требуемого момента сопротивления

Требуемый момент сопротивления вычисляется согласно [3].

W_тр=М_гб/(R_y•g_c)= 626348 /(38•1)=16482.8 см³,

где М_гб – максимальный расчетный момент, кН•см;

R_y=38 кН/см² – расчетное сопротивление;

g_c=1 – коэффициент условия работы.

Приведенные в сортаменте моменты сопротивлений профилей меньше вычисленного W_тр. Это указывает на необходимость применения сварной балки из трех листов, сечение которой смотреть на рис. 5.1.

                                  

5.2. Определение высоты балки составного сечения

Определяем оптимальную, минимальную и строительную высоты по следующим формулам, согласно [3]:

h_опт=k•ÖW_тр/t_w,                                            (5.1)

где k=1.15 – коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки;

W_тр – требуемый момент сопротивления, см³;

t_w - толщина стенки; для балок высотой 1 – 2 м рациональное значение толщины стенки определяется по эмпирической формуле [3]

t_w=7+3•L/10000=7+3•12600/10000»12 мм. 

h_min=5/24•R_y•L/E•[L/f] •q_гб^н•q_гб,                 (5.2)

где R_y=38 кН/см² – расчетное сопротивление;

L – пролет главной балки, см;

Е  - модуль упругости, кН/см²;

[f]=L/400 – предельный прогиб для главной балки по [4, табл. 19];

q_гб^н – нормативная погонная нагрузка на главную балку;

q_гб – расчетная погонная нагрузка на главную балку.

h_стр=H-H₁-t_н-[f],                               (5.3)

 где h_стр – строительная высота главной балки из условия пониженного сопряжения балки, м;

t_н, Н, Н₁ – соответственно толщина настила, отметка настила, отметка верха габарита помещения.

По формулам (5.1), (5.2), (5.3) определяем:

h_опт=1.15•Ö16482.8/1.2=134.78 см;

h_min=5/24•38•1260/(2.06•10⁴) •400•264.5/315.62=162.32 см;

h_стр=11.7-9.60-0.14-0.55-0.012-12.6/400=1.36 м.

h= h_min > h_стр, рекомендуется сменить тип сопряжения балов.

Сравнивая полученные высоты, принимаем высоту балки h=170 см.

5.3. Проверка толщины стенки

Проверяем принятую толщину стенки из условия среза [3]

t_w³k•Q_гб/(R_s•g_c•h)=1.5•1988.4/(0.58•380•1•170)=0.8 см,

где k=1.5 – коэффициент при работе на срез только стенки;

R_s=0.58•R_y – расчетное сопротивление стали срезу.

Проверяем принятую толщину стенки из условия обеспечения устойчивости среднего отсека [3]

t_w³h_w/5.5•ÖR_y/(E•g_c)=166/5.5•Ö38/(2.06•10⁴•1)=1.19 см,

где h_w - высота стенки, см.

Исходя, из двух последних условий, по ГОСТу следует назначить толщину стенки t_w=12 мм. Перерасчет h_опт не требуется.

5.4 Определение горизонтальных поясных листов

Размеры горизонтальных поясных листов находим исходя из необходимой несущей способности балки. Для этого вычисляем требуемый момент инерции сечения балки [3]

I_тр=W_тр•h/2=16482.8•170/2=1401038 см⁴.

Находим момент инерции стенки балки [3], принимая толщину поясов

t=18мм:

h_w=h-2•t=170-2•1.8=166.4 см;

I_w=t_w•h_w³/12=1.2•166.4³/12=460744.3 см⁴.

Момент инерции, приходящийся на поясные листы [3]