у розраховуємо в пружній стадії роботи. З умови міцності необхідний момент опору балки
,
Призначаємо висоту перерізу балки h, яка визначається максимально допустимим прогином балки, пов'язаним з жорсткістю балки, економічними міркуваннями і будівельною висотою перекриття Н, тобто різницею позначок верху настилу і верху габариту приміщення під робочою площадкою. Мінімальна висота з умови жорсткості
де fu=l/228=1600/228=7,02 см при прольоті l=16 м - граничний прогин головної балки.
Висота розрізної головної балки приймається в межах (1/10 ... 1/13)=(1,6 ... 1,23 м). Попередньо приймаємо висоту балки h=1,3 м.
Оптимальна висота балки з умови найменшого витрати сталі
тут tw - товщина стінки балки, попередньо визначається за емпіричної залежності tw=7 + 3h/1000=7 + 3.1300 / 1000=10,9 мм.
Приймаємо tw=11 мм.
Допускається відхилення оптимальної висоти балки в меншу або більшу сторону на 10 ... 15%, так як це мало відбивається на вазі балки.
Максимально можлива висота балки
hстр=H - (tн + hбн +?)=(1400 - 1100) - (1 + 27 + 13)=259 см,
де?=fu + (30 ... 100 мм)=7,02 + 5,98=13 см - розмір, що враховує граничний прогин балки fu=7,02 см і виступаючі частини, розташовані нижче нижнього поясу балки (товщина стикових накладок, болти, елементи зв'язків тощо).
Порівнюючи отримані дані, остаточно призначаємо висоту балки h=1290 мм. Прийнявши товщину поясів tf=20 мм, стінку виконуємо з листової гарячекатаної сталі за ГОСТ 19903-74 висотою hw=1250 мм і товщиною tw=11 мм.
Прийняту стінку перевіряємо на зріз з умови міцності стінки по дотичним напруженням в опорному перерізі
tw=kQ max / (hwRs? c)=1,5? 670,92 / (125? 13,92? 1)=0,58 см=5,8 мм
що менше прийнятої товщини tw=11 мм,
тут k=1,5 - для розрізних балок, що спираються на колону за допомогою опорного ребра, привареного до торця балки. У цьому випадку вважається, що в опорному перерізі балки на дотичні напруження від поперечної сили працює тільки стінка.
Перевіряємо необхідність постановки поздовжніх ребер жорсткості. Умовна гнучкість стінки
отже, поздовжні ребра жорсткості не потрібні.
Розміри горизонтальних поясних листів знаходимо, виходячи з необхідної несучої здатності балки. Обчислюємо необхідний момент інерції перерізу балки.
.
Знаходимо момент інерції стінки балки
.
Момент інерції, який припадає на поясні листи
.
Момент інерції поясних листів балки щодо її нейтральної осі х-х, нехтуючи моментом інерції поясів щодо власної осі 1-1 зважаючи на його малість, можна розписати
де A f - площа перерізу одного пояса;
hf=h-tf=129-2=127 см - відстань між центрами тяжкості поясів.
Знаходимо необхідну площу пояса
.
Ширина пояса
Ширина пояса повинна відповідати наступним вимогам:
при h=129 см;
По сортаменту приймаємо пояса з універсальної стали 340? 20 мм, для яких ширина bf знаходиться в рекомендованих межах. Товщину поясів tf пов'язують з товщиною стінки tw і приймають її в межах tf? 3 tw, так як в поясних швах при приварювання товстих поясних листів до тонкої стінці розвиваються значні усадочні напруж...
