3.5. Перевірка міцності головної балки в зоні одночасного впливу моментів і поперечних сил.

Як видно з епюр на рис 1.6 в перерізі, розташованому на початку зони чистого згинання діють найбільші зусилля: згинальний момент M_max=109,53 кНм і поперечна сила Q_max=43,81 кН. Їхній сумісний вплив на напружений стан перерізу оцінюємо на рівні волокна, що знаходиться на краю стінки (рис. 1.7). Перевірку міцності здійснюємо за зведеними напруженнями і з урахуванням пружно-пластичної роботи сталі. При цьому, перевіримо умову щодо обмеження усереднених дотичних напружень, обчисливши h_w=h –2t_f =29,7–2·0,85=28см:

де R_s=0,58R_y=0,58·245=142,1МПа – розрахунковий опір сталі класу С245 із умови зрізування.

За формулою 42 Норм [1] приймаємо с₁=с=с_х. Таким чином, нормальні напруження на краю стінки:

Одночасно дотичні напруження на цьому ж рівні, якщо статичний момент площі пояса, який вище краю стінки:

,

.

Зведені напруження знаходимо за формулою 33 Норм[1], якщо σ_y= σ_loc=0 :

Умова виконується, міцність забезпечена.

3.6. Перевірка головної балки в опорному перерізі, в зоні впливу поперечних сил

Перевірку міцності здійснюємо на рівні нейтральної лінії перерізу за формулою (29) Норм [1], якщо статичний момент перерізу S_x=239см³;

– умова задовольняється, міцність забезпечується.

3.7. Розрахунок головної балки за другою групою граничних станів (розрахунок прогину).

Оскільки прогини головних балок обмежуються естетико-психологічними вимогами, то згідно з ДСТУ Б В.1.2-3:2006 (табл. 1) для обчислення прогинів навантаження слід приймати постійні та тривалі змінні. Якщо характеристичне значення власної ваги конструкції підлоги з балкою настилу g₀=2,64кН/м² (табл. 2.1), власна вага головної балки g_0,mb=9,81m_mb/a_mb=9,81·32,6/5,2=61,5Н/м²=0,062кН/м², квазіпостійне (тривале) змінне навантаження v_0l=9кН/м² (табл. 2.1) , коефіцієнт надійності за експлуатаційним навантаженням γ_fe = 1,0, а вантажна площа A=a_sb×a_mb=1,38·5,2=7,176м², то розрахункову експлуатаційну зосереджену силу, прикладену в третині довжини головної балки, обчислимо за формулою:

F_e=G_e+V_e=γ_fe((g₀₊g_0,mb)A+v_0lA)=1,0·((2,64+0,062)7,176+9·7,176)=83,97кН

Прогин головної балки від розрахункового експлуатаційного навантаження обчислюємо за формулою:

де кривина а розрахунковий момент від експлуатаційного навантаження при розрахунковій схемі балки за рис.1.6:

Коефіцієнт для схеми завантаження на рис. 3.2.

Таким чином, якщо модуль пружності сталі Е=2,06×10⁵ МПа, l_ef=5м, кривина при цьому:

Розрахунковий прогин посередині головної балки

Граничний прогин за табл. 1 ДСТУ Б.В.1.2-3:2006 [2], якщо l_ef =5м, інтерполюючи:

Перевіряємо умову

– умова виконується, жорсткість головної балки із двотавра 30Б1 за ГОСТ 26020-83 забезпечується. Не дивлячись на суттєві запаси міцності та жорсткості головної балки, менший профіль із найближчого двотавра 26Б3 (W_x,fac=383см³) не приймаємо, оскільки при цьому W_x,fac=383см³< W_x,nec=404см³, а значить, переріз буде надто перенапружений, що недопустимо.