2. Изменение сечения главной балки и проверка прочности в измененном сечении.

Место изменения сечения принимаем на расстоянии 1/6 пролёта от опоры м. Сечение изменяем уменьшением ширины поясов. Соединение листов осуществляем сварным швом встык электродами Э42А без применения физических методов контроля качества сварного шва ( кН/см²).

Определим момент и поперечную силу в расчётном сечении

кН∙м = 340073 кН∙см;

1019 кН.

Определим требуемые момент сопротивления и площадь пояса:

см³;

см⁴;

933534 - 220559= 712975 см⁴;

76 см².

Определим ширину пояса

см.

Принимаем пояс 30 × 250 мм по табл. П9.6 [1].

Проверим выполнение конструктивных требований

см < см > см; мм > 180 мм.

Определим геометрические характеристики измененного сечения:

см⁴;

см³;

см³.

Определим нормальные и касательные напряжения в стенке на уровне поясных швов и проверим прочность измененного сечения:

кН/см²;

кН/см²;

23,63 кН/см² <

˂ 1,15∙30 = 34,5 кН/см².

Прочность сечения обеспечена.

Проверим жесткость балки с учетом уменьшения ширины поясов:

5,1 см;

см < см

Жесткость балки обеспечена.

3. Проверка общей устойчивости составных балок.

Верхний сжатый пояс главной балки закреплен в горизонтальной плоскости балками настила, расставленными с шагом 0,941 м. В зоне действия максимального изгибающего момента допускается ограниченное развитие пластических деформаций, следовательно, устойчивость балки не требуется проверять, если при и =40/3=13,3 <35 (так как , для расчета принимаем ), выполняется условие

Условие выполнено. Общая устойчивость балки обеспечена.

Проверим необходимость расчета общей устойчивости в измененном сечении главной балки. Устойчивость балки не требуется проверять, если при и =25/3=8,3 <35 (так как , для расчета принимаем ), выполняется условие

Условие выполнено. Общую устойчивость балки в измененном сечении проверять не требуется.

4. Проверка местной устойчивости составных балок. Расчет рёбер.

Так как условная гибкость стенки балки

˃ 3,2 следовательно укрепляем стенку поперечными рёбрами жесткости. Ребра располагаем в местах опирания балок настила (рис. 6) с шагом не более см. В зоне развития пластических деформаций поперечное ребро необходимо ставить под каждой балкой настила (рис. 6).

Определяем ширину зоны пластических деформаций

м.

Так как , при и двусторонних поясных швах, требуется проверка местной устойчивости стенки балки.

Проверим устойчивость стенки балки 1-го отсека при отсутствии местного напряжения ( ) и при , и :

М = 611520 кН∙см ˂ 622175 кН∙см,

где .

Условие выполнено.

Рис. 6 Положение поперечных ребер и зона пластических деформаций главной балки.

Проверим устойчивость стенки балки во втором отсеке. Так как а₂ = 1882 мм ˃ 1340 мм, Тогда расчетное сечение отсека (рис. 6) находится ближе к левому от опроного ребра краю отсека (h_ef /2 = 670 мм), совместим его с местом опирания балки настила (х₂ = 941 мм). Определим значения изгибающего момента, поперечной силы, нормальных, касательных и местных напряжений в расчетном сечении:

кН∙см;

кН;

кН/см²;

кН/см²; кН/см².

Так как и превышает предельное значение для стенок балок, указанное в табл. 7 [1], определим:

кН/см²; ;

кН/см²;

; ;

кН/см²,

где коэффициенты с₁=34,45 и с₂=53,01 определены по табл. 6 и 8.

Проверим местную устойчивость стенки

<

Устойчивость стенки обеспечена.

Аналогично проверяем устойчивость стенки 3-го отсека. Расчетное сечение отсека найдем на расстоянии мм от правой стороны отсека и совместим его с местом опирания балки настила на расстоянии мм (рис. 6) от опорного ребра, мм:

кН∙см;

кН;

кН/см²; кН/см².

Так как , и 7,67/17,7 = 0,43 не превышает предельное значение для стенок балок, указанное в табл. 7 [1], определим:

кН/см²; ;

кН/см²; ;

; кН/см²;

где коэффициенты с₁=39,41 и с₂=53,01 определены по табл. 6 и 8.

Устойчивость стенки третьего отсека обеспечена.

Для укрепления стенки применяем парные поперечные ребра из полосовой стали по ГОСТ 103-76* [1, табл. П9.8].

Назначим размеры парного ребра. Ширина ребра см. Принимаем мм. Толщина ребра мм. Принимаем 8 мм. Таким образом, парные ребра принимаем из полос 8 × 90 мм.

Определим момент инерции парного ребра

Для одностороннего ребра принимаем равносторонний уголок 80 х 8 мм с размерами: А =

_{= 12,3 см}² , I_x= 73,36 см⁴ , z_о = 2,27 см. Момент инерции ребра

= 73,36 + 12,3∙(8-2,27)² = 477,2 см⁴ ˃ I_x= 442,9 см⁴.