Проверка прочности. 
Проектирование и расчет металлических конструкций балочной площадки промышленного здания

Момент инерции:

Момент сопротивления:

Статический момент:

;

R с = 1,1 24 = 26.4 кН/см2.

25,29 26,4 — условие прочности выполняется.

Выбираем листовой прокат для поясов 530×20×14 000, для стенки 1300×10×14 000.

Т.к. пролет 14 м, то экономически целесообразно уменьшить сечение балки. Уменьшение сечения будем делать на расстоянии 1/6 пролета балки от опоры, т. е. х=2,33 м.

Рис. 15.

С учетом собственного веса главной балки М/=1,02· 2306=2352,12 кНм.

Определим требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения, исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение.

Принимаем пояс шириной 400 мм.

Уточним площадь сечения полки:

Af1= bf1 tf=40· 2=80 см2.

Рис. 16.

Геометрические характеристики сечения балки Момент инерции.

Момент сопротивления Статический момент.

18,6<22,44 кН/см2 -условие прочности выполняется.

Максимальное касательное напряжения в балке.

RS с = 0,5824· 1,1=15,3 кН/см2.

10,06<15,3- проверка выполняется.

Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов главной балки

Проверим устойчивость стенки и определим необходимость постановки ребер жесткости. Условная гибкость стенки определяется по формуле.

.

4,3>3,2 => необходимо укрепление стенки ребрами жесткости.

Выполняем постановку рёбер жёсткости в местах передачи нагрузки от вспомогательной балки на главную.

Рис. 17.

Ширина ребер :

Принимаем bh = 90 мм.

Толщина ребра.

Принимаем tS = 7 мм.

Балка разбита на пять отсеков.

Проверка устойчивости стенки в первом отсеке.

Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от первого ребра жесткости, т. е. на расстоянии х1=1,75−1,26=0,49 м от опоры.

Площадь сечения балки в этом отсеке:

А=1· 126+2·40·2=286 см2;

Нагрузка от веса балки:

М1=qx (l-x)/2=2,245· 1,75(14−1,75)/2=24,06;

М1'=1130,4*1,75=1978,2 кН*м МI=24,06+1978,2=2002,26 кНм;

М2=qx (l-x)/2=2,245· 0,49(14−0,49)/2=7,43;

М2'=1130,4*0,49=553,896.

МII=7,43+553,896=561,326 кНм;

Мср=(2002,26+561,326)/2=1281,79 кНм;

Рис. 18.

Нормальные и касательные напряжения а) нормальные.

;

б) касательные.

Qср=1164,31кН;

Критические нормальные напряжения.

;

тогда по табл.21 СНиП II-23−81*.

=33,32;

Критические касательные напряжения Проверка устойчивости стенки.

.

проверка в первом отсеке выполняется.

Проверка устойчивости стенки балки во втором отсеке Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от второго ребра жесткости, т. е. на расстоянии х2=5,25−1,26=3,99 м от опоры.

Площадь сечения балки в этом отсеке: А=1*126+2· 53*2=33 см2;

Нагрузка от веса балки:

М1=qx (l-x)/2=2,65*5,25(14−5,25)/2=60,87;

М1'=1130,4*5,25−565,2*3,5=3956,4.

МI=60,87+3956,4=4017,27 кНм;

М2=qx (l-x)/2=2,65· 3,99(14−3,99)/2=52,92;

М2'=4510,296−1266=3244,3.

МII=52,92+3244,3=3297,2 кНм;

Мср=(4017,27+3297,2)/2=3657,2 кНм;

Нормальные и касательные напряжения а) нормальные.

;

б) касательные.

Qср=582,16кН;

Критические нормальные напряжения.

;

тогда по табл.21 СНиП II-23−81*.

=33,75;

Критические касательные напряжения Проверка устойчивости стенки.

.

проверка во втором отсеке выполняется.

Проверка устойчивости стенки балки в третьем отсеке Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от третьего ребра жесткости, т. е. на расстоянии х2=8,75−1,26=7,49 м от опоры.

Площадь сечения балки в этом отсеке:

А=338 см2;

Нагрузка от веса балки: q=2.65.

М1=qx (l-x)/2=2.65*8.75(14−8.75)/2=60.87;

М1'=3956,4кН*м МI=60,87+3956,4=4017,27 кНм;

М2=qx (l-x)/2=2,65· 7,49(14−7,49)/2=64,6;

М2'=3956,4кН*м МII=64,6+3956,4=4021 кНм;

Мср=(4017,27+4021)/2=4019 кНм;

Нормальные и касательные напряжения а) нормальные.

;

б) касательные.

Qср=0;

Критические нормальные напряжения.

;

??тогда по табл.21 СНиП II-23−81*.

=33,75;

Критические касательные напряжения Проверка устойчивости стенки.

.

проверка в третьем отсеке выполняется.