Требуемая площадь сечения поясов балки

Где h0=hw+tf=180+2=182 см

Ширину полки главной балки принимаем по действующему сортаменту листовой стали (ГОСТ 19903-74*) с учетом принятой толщины листа и назначается не менее требуемой по площади сечения полки

Ширину полки принимают в диапазоне высоты балки, так как при будет существенно проявляться неравномерность распределения напряжений по ширине пояса, а при мала боковая жесткость балки, что ухудшает условия монтажа и общую устойчивость балки.

По ГОСТ 82-70 принимаем листы 20*450 мм. . Условие выполняется.

Площадь сечения полки Аf=2∙45=90 см2.

Исходя из требований местной устойчивости, отношение неокаймленного свеса пояса к его толщине ограничивается при работе балки в пределах упругих деформаций условием

А при развитии пластических деформаций условием

Местная устойчивость пояса обеспечена.

Определим геометрические характеристики сечения главной балки

Проверка сечения на прочность

Недонапряжение составит

Условие выполняется, следовательно сечение главной балки удовлетворяет условиям проверки по нормальным напряжениям.

2.2 Изменение сечения балки по длине

Изменение сечения главной балки по длине производим из экономических соображений, связанных с тем, что значения моментов, по которым производится расчет сечения, действуют лишь в середине пролета. Изменить сечение балки можно, уменьшив высоту или толщину стенки, ширину или толщину полки. В сварных балках наиболее распространено уменьшение ширины полки, при этом остаются постоянными высота и толщина стенки и толщина полки, что удобно при выполнении сварки поясных листов друг с другом. Наиболее выгодное по расходу стали место изменения сечения поясов однопролетной сварной балки находится на расстоянии 1/6 пролета балки от опоры.

Усилия в сечении, расположенном на расстоянии 3 м от опоры находятся по формулам

Площадь уменьшенного сечения пояса принимается из условия прочности на растяжение сварного шва, стыкующего различные сечения пояса. В таком случае стык растянутого пояса главной балки выполняют прямым с ручной сваркой без физического контроля качества.

М1 – изгибающий момент в месте изменения сечения главной балки;

- требуемый момент сопротивления измененного сечения главной балки;

- расчетное сопротивление сварного стыкового шва по пределу текучести с физическим контролем качества (СП 53-102-2004 табл. 4).

Определим требуемые момент сопротивления и площадь пояса

При этом ширина пояса должна отвечать следующим требованиям

Окончательно принимаем пояс 240*20 мм по ГОСТ 82-70. Так как мы увеличили ширину поясов, место изменения сечения поясов можно передвинуть дальше 1/6 пролета. Находим эту точку в обратной последовательности

Принимаем Х=3.5 м.

Находим геометрические характеристики измененного сечения:

Статический момент полусечения балки

2.3 Проверку прочности по касательным напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, выполняем по формуле

Условия выполняются, следовательно, прочность балки по нормальным и касательным напряжениям обеспечена.

Для стенки балки должно выполняться условие

Где σ – нормальное напряжение в серединной плоскости стенки;

τ – касательное напряжение, воспринимаемое стенкой.

Условие выполняется, следовательно, прочность балки обеспечена.

2.4 Проверка общей устойчивости

Проверку общей устойчивости можно не проводить при и при соблюдении условия