2. Проверка жесткости балок

Проверка второго предельного состояния (обеспечение условий для нормальной эксплуатации сооружения) ведется путем определения про­гиба балки от действия нормативных нагрузок при допущении упругой работы материала. Полученный относительный прогиб является мерой жесткости балки и не должен превышать нормативного, зависящего от назначения балки

f/ l≤ [f/l]

Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка деформативности производится по формуле

f=(5/384) ql⁴/ЕI

Если проверка по формуле (7.18) не удовлетворяется, то следует увеличить сечение балки, взяв менее прочный материал, или допустить недоиспользование прочности балки, что менее выгодно.

62 Определение высоты составных балок

а) Оптимальная высота балки, определяемая из условия наименьшей материалоемкости, вычисляется по формуле К.К. Муханова:

где _w – гибкость стенки, принимается предварительно в пределах 120...150.

б) Минимальная высота главной балки определяется из условия ее жесткости (наименьшая рекомендуемая высота):

где l / f_u = 223– величина, обратная предельному прогибу главной балки при ее пролете (таблица 1).

в) Высота главной балки, определяемая из условия ограничения строительной высоты перекрытия при поэтажной схеме сопряжения балок (рисунок 7):

г) Высота главной балки, определяемая из условия ограничения строительной высоты перекрытия при схеме сопряжения балок в одном уровне:

Высота балки должна быть близкой к оптимальной (h  h_опт), больше или равна минимальной (h  h_min), 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.

65 Определение толщины стенки составных балок

Толщина стенки вычисляется исходя из трех условий:

1. Прочности стенки на срез в опорном сечении по формуле:

2. Местной устойчивости (без укрепления продольными ребрами жесткости) по формуле:

3. Опыта проектирования :

Толщина стенки должна быть: t_w  t_w1; t_w  t_w2; t_w  t_w3.

68 Определение размеров поясов составных балок

Принимаем в соответствии с сортаментом поясной лист.

1. Проверка на местную устойчивость пояса в соответствии с таблицей 30 [1]. Для сечений с неокаймленным поясом при учете развития пластических деформаций:

где b_ef – свес пояса:

2. Определяем геометрические характеристики сечения:

Определяем соотношение площади пояса к площади стенки:

и по таблице 66 [1] для двутаврового сечения принимаем с₁ = 1,14 (по интерполяции).

Нормальные напряжения в балке:

Прочность обеспечена. Недонапряжение составляет:

.

Недонапряжение равно 5%, что допустимо и свидетельствует о рационально подобранном сечении.