· Власна вага балок настилу;
· Власна вага головної балки (1-2% від навантаження на неї).
Навантаження від балок настилу
Вага головної балки
Нормативне значення навантаження, що діє на головну балку
Розрахункове значення навантаження, що діє на головну балку
Максимальний згинальний момент дорівнює
Максимальна поперечна сила
Внутрішні зусилля, що виникають в головній балці настільки значні, що використання прокатних профілів виключено. Тому головна балка проектується складовою. Як правило, складові балки проектуються зварними, а їх перетин нагадує перетин прокатних двотаврів: один вертикальний лист стали утворює стінку двутавра, два горизонтальних листа утворюють його полки.
2.1 Визначення розмірів перетину
Головна балка проектується змінного по довжині перетину. Визначальним в компонуванні перетину головної балки є підбір розмірів стінки балки - висоти і товщини. Висота головної балки, основну частину якої становить висота стінки, визначається з економічних міркувань, жорсткості балки і допустимої будівельної висоті конструкції перекриття. Кожен з перерахованих факторів визначає оптимальне, мінімальне і максимальне значення висоти балки. Товщина стінки балки також визначається декількома факторами і відповідно має кілька значень - мінімальне і, прийняте з умови роботи головної балки на дотичні напруження, і раціональне, прийняте з економічних міркувань. Мінімальна висота стінки головної балки визначається з умови жорсткості балки з використанням формули, сполучною момент опору перерізу W і момент інерції I
Де y - відстань від нейтральної осі перерізу до крайнього волокна.
Оскільки визначається мінімальне значення висоти, використовується мінімальне значення y
де - мінімальний необхідний момент інерції всього перетину головної балки;
Wn, min - мінімальний необхідний момент опору всього перерізу головної балки.
Мінімальний момент опору перерізу головної балки визначається з умови міцності згинальних елементів відповідно до вимог п. 5.12 СНиП # 8741; -23-81 * «Сталеві конструкції»
Мінімальний момент інерції перерізу головної балки визначається з умови жорсткості відповідно до вимоги забезпечення допустимого відносного прогину балки, який для головних балок робочих площадок виробничих будівель при відсутності кранових шляхів становить: (Беленя Є.І. Металеві конструкції, табл. 3.3).
Мінімальне значення висоти головної балки
Оптимальна висота стінки балки визначається, виходячи з міркувань мінімізації маси балки. Формула для визначення висоти стінки головної балки при мінімумі маси балки має такий вигляд
де К - коефіцієнт, що залежить від конструктивного оформлення балки, для зварних балок К = 1.15;
Попередньо визначаємо висоту стінки
- товщина стінки, орієнтовно приймаємо.
де # 955; w = 150 - умовна гнучкість стінки (Беленя Є.І. Металеві конструкції, табл. 7.2).
Максимальна висота стінки головної балки
Де уст - будівельна висота;
tп - висота перекриття.
Висота балки повинна вписуватися в задані габарити і бути кратною модулю уніфікації 100 мм. Приймаємо висоту балки hw = 180 см.
Мінімальна товщина стінки головної балки визначається з умови її міцності при роботі на зріз з використанням формули
h - прийнята висота балки.
Мінімальну товщину стінки, необхідну для забезпечення місцевої стійкості головної балки без постановки поздовжнього ребра жорсткості визначимо за формулою
Перевіримо умовну гнучкість стінки головної балки
Дане значення потрапляє в діапазон 3.5≤ # 955; w≤6, що говорить про виконання умови.
Товщину листа полки головної балки приймаємо.
Повна висота головної балки дорівнюватиме
.
Ширину листа головної балки визначаємо з необхідного значення площі перетину полки. Формулу для визначення площі перетину однієї полиці отримаємо з формули Штейнера, яка дозволяє визначати моменти інерції складних перетинів щодо осей, що не збігаються з нейтральною віссю всього перерізу. Зважаючи на крихту значення моментом інерції перерізу полиці щодо власної осі можна предебречь, тоді формула для визначення площі перетину однієї полиці набуде вигляду
Де - необхідний момент інерції однієї полиці щодо нейтральної осі балки;
- площа перерізу однієї полиці;
h0 - відстань між власними осями полиць.
Необхідний момент інерції перерізу головної балки
Необхідний момент інерції стінки головної балки
Необхідний момент інерції поясів головної балки