Изменение сечения составной балки по длине

Сечение составной балки, подобранное по максимальному моменту в середине пролёта, можно уменьшить на приопорных участках. Учитывая увеличение трудоёмкости изготовления, рекомендуется уменьшать сечения поясов в балках пролётом 10 — 12 метров и более (рис. 4).

Рис. 4. Изменение сечения балки за счет уменьшения ширины пояса

При равномерной нагрузке наиболее выгодное место изменения сечения поясов в однопролётной балке находится на расстоянии примерно 1/6 пролёта балки от опоры. Сечения поясов изменяют различными способами. Наиболее простым способом является изменение ширины пояса, так как при этом не изменяется высота балки. Уменьшенная ширина поясов должна отвечать условиям:

• — bf 1? 180 мм;
• — bf 1? h /10;
• — bf 1? 0,5Ч bf .

Расчёт изменения ширины пояса главной балки производят в следующем порядке:

1. Расстояние до места изменения сечения, см:

Х = L / 6=16*6=2,7 см;

2. Расчётный изгибающий момент в месте изменения сечения, кНЧсм:

Мх = (qЧхЧ (L — х)) / 2=(108,75*2,7*(16−2,7))/2=1952,6кН*см;

3. Поперечную силу в месте изменения сечения, кН:

Qх = q Ч (L/2 -х)=108,75*(16/2−2,7)=576,375кН;

4. Требуемый момент сопротивления на опоре, см3:

Wcall = Mx / RyЧ гc =1952,6/315=6,2 см³;

5. Требуемый момент инерции сечения на опоре, см4:

I call = Wcall Ч (h /2)=6,2*(160/2)=496см4;

6. Требуемый момент инерции поясов, см4:

I1f = I1cal — Iw =496−27=469см4,.

где Iw — момент инерции стенки, см4.

7. Требуемая площадь пояса, см2:

А1f = (2Ч I1f)/(htf)2=36 780см2 ;

8. Требуемая уменьшенная ширина пояса, см:

b1f = А1f / tf =18см;

Полученное сечение называют опорным. Уменьшенная ширина пояса согласуется с сортаментом на широкополосную сталь. Значение b1f должно соответствовать вышеприведённым конструктивным условиям.

Затем, после назначения b1f, определяют действительные геометрические характеристики уменьшенного опорного сечения:

I1 = (tW Чh3ef)/12+2 b1f Ч tf Ч ((htf)/2)2 =0.2 см4 ;

W1 = 2ЧI1 / h =6.2 см3 ;

• S = Sw + Sf = (tWЧ 23ef)/8 + b1f Ч tf Ч (htf)/2=2578.9;
• а) В учебных целях проверяют сечение на опоре на прочность по касательным напряжениям:

ф = (Qmax Ч S) (I1 Ч tW) = RS Ч гc ;

• б) Проверку общей устойчивости составной балки не производят в связи с тем, что на её сжатый пояс через 0,6…1,2 метра (значения а) опираются балки настила, надёжно приваренные к ней.
• в) Проверку прогиба также не выполняют, так как принимаемая высота сечения составной балки всегда больше минимальной и регламентированный прогиб будет обеспечен.