В окончательном расчете принимаем I вариант.

2. Расчет сварной главной балки

Рисунок 9 – Расчетная схема сварной главной балки.

Нормативная нагрузка на единицу длины балки

q= (q+ q)*a, (2.0)

где q= 22 кн/м;

q– постоянная нагрузка, равная весу листов и балок и главных балок. Вес главных балок принимаем ориентировочно 1–2% на нее

q= 1,207+1%=1,219 кн/м;

a = 6,0 м.

q= (22 + 1,219)*6,0 =139,31 кн/м.

Расчетная нагрузка на единицу длины балки определяется по формуле 1.2:

q = (22*1,2 + 1,219*1,05)*6,0 = 166,07 кн/м

Определяем максимальные усилия от расчетных нагрузок

Расчетный изгиб моментов в середине пролета разрезной балки определяется по формуле 1.3:

кн*м

Расчетная поперечная сила на опоре определяется по формуле:

кн

В целях экономии металла проектируют балку переменного по длине сечения, а поэтому развитие пластических деформаций можно допустить только в одном сечении с максимальным изгибающимся моментом по формуле 1.5. Для главной балки С255. Ry=24 кн/см2

см3

Рисунок 10 – Сечение главной балки

Устанавливаем высоту балки h, исходя из трех условий:

1) наименьшего расхода металла;

2) требуемой жесткости балки;

3) ограниченной строительной высоты конструкции перекрытия.

Оптимальная высота, обеспечивающая расход стали:

h= k*, мм (2.1)

где k – коэффициент зависящий от конструктивного оформления балки, принимаемый равным 1,1;

t- толщина стенки.

Толщина стенки определяется по формуле:

t= 7+3h, мм (2.2)

t= 7+3*1,167=10,5 мм,

принимаем t=10 мм.

где h – высота балки, равна см.

h= 1,1*см

Минимальная высота, обеспечивающая необходимую жесткость балки:

h=, (2.3)

где - допустимый относительный прогиб, принимается по табл. 9.

см

Высоту балки h определяют исходя из заданной строительной высоты перекрытия и сравнивая полученные высоты. Окончательную высоту балки принимают и в пределах строительной высоты.

Определяем высоту главной балки:

(2.4)

мм

Высота балки должна быть в пределах:

(2.5)

135,375 h 114,002 см

В целях унификации конструкции высота балки должна быть кратной 100 мм. Высота стенки предварительно принимается на 4 или 6 см меньше высоты балки с учетом сортамента прокатной толстолистовой стали за вычетом 10 мм на фрезеровку кромок.

Принимаем h=1250 мм, то есть h = t+ 2*20 = 1270 мм.

Определяем толщину стенки из двух условий:

1) прочности стенки на срез;

2) местной устойчивости стенки.

Требуемая толщина из условий прочности стенки на срез:

(2.6)

где Rs=0,58*Ry – расчетное сопротивление материала стенки срезу.

Rs =0,58*24=13,92 кн/см2

см

Так как толщина большая, изменяем сопряжение переходим к сопряжению в одном уровне.

Рисунок 12 – Сопряжение в одном уровне

Определяем высоту главной балки определяется по формуле 2.4:

мм

Принимаем h=1500 мм, то есть h = h+ 2tf

h = 1500+2*20 = 1540 мм

Определяем толщину стенки из двух условий:

3) прочности стенки на срез;

4) местной устойчивости стенки.

Требуемая толщина из условий прочности стенки на срез определяется по формуле 2.6:

см (2.6)

Для обеспечения местной устойчивости стенки без укрепления продольным ребром жесткости в балки высотой до 2 м и должно соблюдаться условие

(2.7)

см

Принимаем tw=10 мм.

Определяем размеры поясных листов.

Требуемая площадь сечения пояса определяется по формуле 2.8:

(2.8)

см

Минимальная ширина поясного листа задаем из условия общей устойчивости балки определяется по формуле

(1/3 ÷1/5) h (2.9)

154 = 51,33 см.