2.3. Підбір поперечного перерізу.

Підбір поперечного перерізу другорядної балки виконують відповідно до умови міцності за нормальними напруженнями, з якої визначають потрібний момент опору поперечного перерізу:

см³,

де – максимальний згинальний момент в другорядній балці;

_с – коефіцієнт умов роботи, який визначається за табл. 1.1.1 ДБН [2] в залежності від типу елемента, що розраховується. Для другорядних балок, спеціально не оговорених в цій таблиці, слід приймати _с =1,0.

Далі за сортаментом металопрокату ГОСТ 26020-83¹ підбираємо балковий двотавр з найближчим більшим моментом опору. Допускається з метою економічності підбору перерізу приймати профіль з моментом опору меншим за потрібний не більше, ніж на 2 %.

Для нашого випадку обираємо двотавр № 50Б1 з наступними геометричними характеристиками (рис. 12):

• момент опору W_х = 1 511 см³;

• момент інерції I_x = 37 160 см⁴;

• статичний момент S_х = 860,4 см³;

• маса 1 метра M₁ = 73,0 кг.

Рис. 12. Підібраний переріз другорядної балки.

Підібраний поперечний переріз другорядної балки необхідно перевірити на відповідність всім вимогам ДБН [2], переліченим вище.

2.4. Перевірка поперечного перерізу.

1) Міцність за дотичними напруженнями перевіряється за виразом:

,

де кН – максимальна поперечна сила в другорядній балці;

R_s = 0,58  R_y = 0,58  270 МПа = 156,6 МПа = 15,66 кН/см² – розрахунковий опір сталі на зсув за табл. 1.3.1 ДБН [2].

Таким чином, дана умова виконана.

У випадку її невиконання необхідно обрати за сортаментом найближчий більший профіль, виписати його характеристики та знов виконати перевірку. Таку процедуру слід повторювати до виконання умови.

2) Міцність за приведеними напруженнями для другорядної балки не перевіряється, оскільки на епюрах внутрішніх зусиль відсутні місця, де поперечна сила та згинальний момент одночасно приймають великі значення. Таку процедуру слід повторювати до виконання умови.

3) Міцність за локальними напруженнями для другорядної балки не перевіряється, оскільки прикладене зовнішнє навантаження є рівномірно розподіленим, а зосереджене навантаження на пояс балки відсутнє.

4) Загальна стійкість другорядної балки є забезпеченою і не перевіряється, оскільки на стиснутий пояс неперервно обпирається суцільний жорсткий настил.

5) Місцева стійкість поясу та стінки балок з прокатних профілів зазвичай не перевіряється, оскільки сортамент металопрокату вже передбачає їх виконання. Проте останнім часом в практиці проектування з’являються нові сортаменти, особливо для тонкостінних гнутих елементів. Тому практична значущість цих перевірок підвищується.

Місцева стійкість поясу балки перевіряється за величиною умовної гнучкості поясу:

< 0,5.

Таким чином дана умова виконана.

У випадку її невиконання необхідно обрати за сортаментом найближчий більший профіль з більшою шириною поясу, виписати його характеристики та знов виконати перевірку. Таку процедуру слід повторювати до виконання умова.

Місцева стійкість стінки балки перевіряється за величиною умовної гнучкості стінки:

< 3,2.

Таким чином дана умова виконана.

У випадку її невиконання необхідно обрати за сортаментом найближчий більший профіль з більшою товщиною стінки, виписати його характеристики та знов виконати перевірку. Таку процедуру слід повторювати до виконання умови.

Ребра жорсткості для прокатних профілів ставити не рекомендується, оскільки це не є технологічним внаслідок наявних скруглінь на поперечному перерізі профілю.

6) Жорсткість другорядної балки (максимальний вертикальний прогин) перевіряється за виразом:

см < см,

де f_u – граничний прогин, який за табл. 1 ДСТУ [7] дорівнює:

– для статично навантажених балок прольотом 3 – 6 м;

– для статично навантажених балок прольотом 6 – 12 м.

Таким чином, дана умова виконана.

У випадку її невиконання необхідно обрати за сортаментом найближчий більший профіль, виписати його характеристики та знов виконати перевірку. Таку процедуру слід повторювати до виконання умови.

Остаточно залишається підібраний переріз другорядної балки у вигляді двотавра № 50Б1 за ГОСТ 26020-83.

Відмітимо, також, що рівномірне розподілене навантаження від власної ваги на 1 м² підібраної другорядної балки буде дорівнювати:

кг/м² = 0,24 кН/м²,

що є меншим за попередньо прийняту величину 0,33 кН/м².