Стальные прокатные балки. Подбор сечений
Наиболее часто применяемые профили для балок - двутавры, швеллеры. Для профилей, рекомендованных сортаментом, местная устойчивость элементов сечения обеспечена. Исключением являются лишь гнутые профили. Общая устойчивость балки обеспечивается настилом, который крепится по всей длине. Поэтому подбор сечения производят, используя уравнения прочности. Определив наибольший изгибающий момент, вычисляют требуемый момент сопротивления
Высота балки определяется экономическими соображениями, максимально допустимым прогибом балки и в ряде случаев строительной высотой конструкции перекрытия, т. е. разностью отметок верха настила и верха помещения под перекрытием. Обычно строительная высота задается технологами или архитекторами. Наибольшая высота hoпт в большинстве случаев диктуется экономическими соображениями.
Масса балки состоит из массы ее поясов, стенки и некоторых конструктивных элементов, учитываемых конструктивным коэффициентом, причем с увеличением высоты балки масса поясов уменьшается, а масса стенки увеличивается
Полная масса 1 м длины балки равна массе поясов и стенки
где с — доля момента, воспринимаемого поясами балки; М — расчетный момент, действующий на балку; R — расчетное сопротивление материала балки; h — высота балки; tст — толщина стенки балки; ψп — конструктивный коэффициент поясов (коэффициент перехода от теоретической площади пояса к действительной); ψст — конструктивный коэффициент стенки;ρ — плотность металла.
Наименьшая рекомендуемая высота балки hmin определяется жесткостью балки - ее предельным прогибом (второе предельное состояние).
Минимальную высоту балки можно получить из формулы прогиба. Для равномерно распределенной по длине балки нагрузки
Где ρн и gн— временная (с учетом в необходимых случаях динамического коэффициента) и постоянная нормативные нагрузки на единицу длины балки (без коэффициента перегрузки); l— пролет балки; ЕI — жесткость балки на изгиб.
Для определения наименьшей толщины стенки из условия ее работы на касательные напряжения можно воспользоваться формулой Н. Г. Журавског
,
где Q — максимальная поперечная сила; S — статический момент полусечения балки относительно нейтральной оси; I — момент инерции сечения балки; tст — толщина стенки; Rср— расчетное сопротивление материала стенки на срез.
В балке оптимального сечения с площадью поясов, равной площади стенки, плечо внутренней пары составит I/S≈0,85 h.
Толщина стенки должна быть согласована с имеющимися толщинами проката листовой стали. Обычно минимальную толщину стенки принимают не менее 8 мм (очень редко 6 мм) и назначают при толщине до 12 мм кратной 1 мм, а более 12 мм кратной 2 мм. Ширину горизонтальных листов обычно принимают равной 1/2 — 1/5 высоты балки из условия обеспечения ее общей устойчивости.
По конструктивным соображениям ширину пояса не следует принимать меньше 180 мм или h/10.
Дата добавления: 2017-05-18; просмотров: 555;