Грузовая площадь и расчетная схема главной балки представлены на рисунке 5.
Рисунок 5 – План раскладки и расчетная схема главной балки
Подсчитываем нагрузку на главную балку:
Максимальные изгибающий момент и перерезывающая сила в главной балке:
Рисунок 6 –
Сечение
главной балки
Требуемый момент сопротивления с учетом развития пластических деформаций:
где с1 – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, предварительно принимаем с1 = 1,1.
Следующим этапом является компоновка сечения балки, которое принимаем составным из 3-х листов: стенки и двух поясов (рисунок 6). Их соединение осуществляется парными сварными поясными швами.
Определение высоты главной балки
а) Оптимальная высота балки, определяемая из условия наименьшей материалоемкости, вычисляется по формуле К.К. Муханова:
где lw – гибкость стенки, принимается предварительно в пределах 120...150.
б) Минимальная высота главной балки определяется из условия ее жесткости (наименьшая рекомендуемая высота):
где l / fu = 233 – величина, обратная предельному прогибу главной балки при ее пролете 18 м (таблица 1).
в) Высота главной балки, определяемая из условия ограничения строительной высоты перекрытия при поэтажной схеме сопряжения балок (рисунок 7,а):
г) Высота главной балки, определяемая из условия ограничения строительной высоты перекрытия при схеме сопряжения балок в одном уровне (рисунок 7,б):
а) б)
Рисунок 7 – Схемы сопряжения балок настила с главной балкой: а – поэтажная; б – в одном уровне
Представим результаты вычислений в табличной форме (таблица 3).
Таблица 3 – Высота главной балки (см)
hопт
hmin
h1
h2
173,5
89,9
189,3
219,3
Высота балки должна быть близкой к оптимальной (h » hопт), больше или равна минимальной (h ³ hmin), а также меньше одной из высот h1 или h2, вычисленных из условий сопряжения балок. Кроме того, стенку балки следует принимать в соответствии с шириной прокатных листов. Окончательно принимаем высоту стенки hw = 1700 мм. Предварительно назначаем толщину поясных листов tf = 30 мм, тогда высота балки:
Так как высота балки меньше высоты h1 , принимаем поэтажную схему сопряжения балок.