2. Расчет металлической сварной главной балки

Главная металлическая балка, расположенная в среднем полотне, воспринимает нагрузку от веса железобетонных сборных плит перекрытия , временную нагрузку и от веса самой металлической балки (рис.5). Балку проектируем двутавровой сварной составной из стали марки С235 : R_у = 230 МПа, R_yn = 235 МПа (таб. 10).

Рис. 5. Расчетная схема главной

металлической балки

Нагрузка, действующая на главную балку:

расчетная

Расчетный максимальный изгибающий момент в середине пролета

Расчетная максимальная поперечная сила на опоре

Требуемый момент сопротивления сечения

Минимальная высота балки

Приблизительная толщина стенки балки

Принимаем

Определяем оптимальную высоту балки

- для сварных балок.

Принимаем высоту балки (кратно 5 см).

Проверяем принятую толщину стенки из условия работы на касательные напряжения:

Расчетное сопротивление стали срезу ( - коэффициент надежности по материалу)

Подбор сечения поясов сварной балки

Требуемый момент инерции сечения балки

Принимаем толщину пояса балки равной тогда высота стенки балки:

Момент инерции стенки балки

Момент инерции, приходящийся на пояса балки равен

Расстояние между поясами полок

Находим требуемую площадь пояса

Требуемая ширина поясов полок

Принимаем сечение пояса 390х16 мм, тогда (рис.6).

Рис. 6. Поперечное сечение главной

металлической балки

Проверка принятого сечения на прочность

Фактический момент инерции балки

Фактический момент сопротивления балки

Проверка нормальных напряжений

- условие выполняется.

- условие выполняется

сечение подобрано экономичным.

Проверка касательных напряжений

Статический момент сечения

- площадь стенки.

Полная площадь балки

Фактическая нормативная масса 1 м.п. балки с учетом массы ребер жесткости

- средняя плотность стали.

- коэффициент, учитывающий массу ребер жесткости.

Фактический погонный вес подобранного сечения

Условие соблюдается, следовательно, перерасчет не требуется.

Расчет соединения поясов со стенкой

Сдвигающее усилие на 1 п. см длины балки

- статический момент пояса.

Сварку производим электродами типа Э-42; расчетное сопротивление металла шва (табл.16).

Сдвигающая сила Т воспринимается 2-я швами, тогда минимальная толщина катета этих швов при длине шва равна

- для сварки вручную (табл. 14);

- коэффициенты условий работы конструкции и сварного соединения.

При толщине пояса принимаем катет сварного шва конструктивно

Проверка прогиба главной балки

Нормативная нагрузка на 1 м.п. балки

Определяем относительный прогиб балки

Условие соблюдается, следовательно, фактический прогиб балки меньше предельно допустимого прогиба.