Подбор сечений и проверка несущей способности прокатных балок (п8сп)

В зависимости от назначения и условий эксплуатации расчет изгибаемых элементов (балок) следует выполнять с учетом без. Согласно пункту 4.2.7 СП

1 класс – напряженно деформ. состояние НДЕ при котором напряжение по всей площади сечения не превышает расчетное сопротивление стали (упругое состояние сечения)

2 класс – НДС при котором в одном части сечения , а , где расчетное сопротивление стали (упруго плоское состояние сечение)

3 класс – НДС при котором по всей площади сечения напряжение равно ( пластическое состояние сечения).

Расчет на прочность балок первого класса следует выполнять по формулам:

1)при действии момента в одной из главных плоскостей:

, где W-момент сопротивления

2)при действии в сечении поперечной силы:

Q –поперечная сила

- толщина стенки балки

– расчетное сопротивление стали

Расчет на прогиб.

Проверка 2-го предельного состояния (обеспечение условий для эксплуатации сооружений) ведется путем определения прогиба балки от действия нормативных нагрузок. Полученный прогиб является мерой жесткости балки и производится по формуле:

для однопролетной балки

Качество и подбор сечения стальных балок

******

Полученная оптимальная высота балки является наиболее рациональной, так как отступление от высоты вызывает увеличение расхода. В балке оптимальной высоты масса степени равна массе поясов поясов балки.

Номинально рекомендуемая высота балки определяется жесткостью балки – ее предельным прогибом с 2 предельными состояниями. Минимальную высоту балки можно получить из формулы прогиба:

Наиболее целесообразно принимать высоту балки близкой к , определенной из экономических соображений и не меньшей , установленной из условий допустимого прогиба балки. Во всех случаях высота балки не должна превышать заданную высоту перекрытия. Она должна согласовываться с размерами ширины листов п сортаменту. Приходится усложнять конструкцию устройством продольного стыка стенки.

Толщина стенки.

После высоты балки толщина стенки является вторым основным параметром сечения, так как она сильно влияет на экономичность сечения. Для определения наименьшей толщины стенки из условия работы на касательное напряжение можно воспользоваться формулой Журавского где:

В балке оптимального сечения с площадью поясов равной площади стенки, плечо внутренней пары составит 0,89h= и подставляя это соотношение в формулу Жоравского:

Горизонтальные настилы поясов.

В сварных балках и принимают из одиночных листов универсальной стали. Изготавливать пояса из 2 и более листов в сварных балках нерационального, так как скрепляя листы мы увеличиваем неравномерность работы.

Толщину горизонтального пояса листа принимают не более 2-3 толщин стенки. Ширину горизонтальны[ листов принимают равной высоты балки. Из условий обеспечений ее общей устойчивости по конструктивным соображениям ширину пояса не принимают меньше 180 мм.

Изменение сечения балки по длине.

Сечение составной балки, подобранного по максимальному изгибающему моменту, можно уменьшить в местах снижения моментов, однако, каждое изменение сечения, дающее экономию металла, увеличивает трудоемкость изготовления балки и экономически целесообразно для балок 10-12 м и более.

Изменить сечение балки можно уменьшив ее высоту или сечение поясов. Изменение сечения уменьшением высоты более сложно, может потребовать увеличение толщины стенки для восприятия касательных напряжений, и поэтому применяется редко.

В сварных балках распространенно изменение ширины пояса. При равномерной нагрузке наиболее выгодно по расходу стали и места изменения сечения поясов находятся на расстоянии пролета балки от опоры. Действующий в этом месте момент может быть найден графически по эпюре моментов или по формуле:

****

В балках переменного сечения развития пластических деформаций учитывается только в одном сечении с наиболее неблагоприятным сечением M и Q.