Подбор сечения прокатных балок

Сечения прокатных балок подбирают на основе данных ста­тического расчета (рис. 1).

Рис. 1. Расчетные уси­лия для разрезных балок

Подобранное сечение должно удовлетворять требованиям прочности, общей устойчивости и же­сткости.

Предварительно номер прокатного профиля определяют ис­ходя из требуемого момента сопротивления балки, обеспечиваю­щего ее прочность при изгибе.

Как известно, напряжения при изгибе распределяются в сечении по линейному закону. Напряжения для симметричного сечения определяются формулой

,

где М – изгибающий момент, W – момент сопротивления сечения.

Подставив в формулу проверки напряжений при изгибе (П.4) вместо s значение расчетного сопротивления стали R, можно оп­ределить требуемый момент сопротивления балки

если в балке может быть допущено развитие пластических де­формаций то

Далее по сортаменту определяют номер профиля, имеющий момент сопротивления больший или равный W_тр, и проверяют прочность, общую устойчивость и жесткость.

Проверка прочности. Нормальные напряжения от расчетного изгибающего момента не должны превышать расчетного сопро­тивления стали

, или (1)

Эта проверка автоматически удовлетворяется выбором необхо­димого значения требуемого момента сопротивления.

Касательные напряжения от расчетной поперечной силы Q_макс не должны превышать расчетного сопротивления стали срезу

(2)

Здесь S —статический момент половины сечения балки относи­тельно нейтральной оси; J — момент инерции балки; d — толщи­на стенки балки.

В прокатных балках, поскольку они имеют относительно тол­стую стенку, как правило, можно не проверять касательные на­пряжения. Касательные напряжения могут оказаться решающи­ми в балках малых пролетов, несущих большую нагрузку.

Проверка общей устойчивости. Если верхний сжатый пояс балки недостаточно раскреплен от боковых перемещений, то воз­можно явление потери общей устойчивости балки. Общую устой­чивость балки проверяют по формуле

(3)

Указания по определению коэффициента j_б будут приведены далее.

В случае передачи распределенной статической нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (железобетонные плиты, волнистые или плоские стальные листы и т. д.), проверять общую устойчивость не надо.

Если не удовлетворяется проверка общей устойчивости балок, то следует стремиться к развязке верхнего пояса балки какими-либо связями, так как увеличение сечения балки для повышения устойчивости неэкономично, приводит к большому расходу ме­талла.

Проверка жесткости. Относительный прогиб балки f/l под нагрузкой не должен превышать нормативного, который зависит от назначения балки (табл. 4, прил. 1). Значение прогиба опреде­ляется по правилам строительной механики от нормативных на­грузок (без учета коэффициентов перегрузок). С достаточной для практических расчетов степенью точности относительный прогиб разрезной балки от любых нагрузок может быть определен по формуле:

(4)

где М^н — наибольший нормативный изгибающий момент.

Если подобранное сечение балки удовлетворило требованиям прочно­сти, по не удовлетворяет требованиям жесткости, то следует при­нять больший номер балки по сортаменту (увеличить момент инерции сечения). В этом случае балка будет работать с недонапряжением.

Местную устойчивость поясов и стенки в прокатных балках не проверяют, так как их размеры назначены с учетом устойчи­вой работы при различных напряженных состояниях.

Дата добавления: 2014-01-14