Сталь широкополосная универсальная по (по гост 82-70*)

В строительных конструкциях рекомендуется применять листовую сталь толщиной от 6 до 22 мм с градацией 2 мм, далее – по сортаменту.

Толщиной поясов задаются в пределах от 10 до 40 мм, увязывая ее с толщиной стенки: не менее толщины стенки t_w и не более 3t_w= 36 мм (в поясных швах при приварке толстых поясных листов к тонкой стенке развиваются значительные усадочные растягивающие напряжения). Приняв предварительно толщину поясовt_f= 25 мм, назначаем высоту балкиh= 1550 мм. При высоте балки менее 1100 мм рекомендуется принимать стенку из широкополосной универсальной стали по ГОСТ 82-70*.

Определяем требуемую толщину стенки из условия прочности на срез в опорном сечении:

t_w=kQ_max/(h_wR_sγ_c) = 1,5·1042,3 / (150·13,92·1) = 0,75 см = 7,5 мм,

что меньше предварительно принятой толщины t_w = 12 мм (здесьk = 1,5 – для разрезных балок, опирающихся на колонну с помощью опорного ребра, приваренного к торцу балки). Считается, что в опорном сечении балки на касательные напряжения от поперечной силы работает только стенка. При передаче давления на колонну через опорные ребра, торцы которых совмещаются с осью полок сплошной колонны или стенок ветвей сквозной колонны, включаются в работу и пояса балки, коэффициент принимаетсяk= 1,2.

Если толщина стенки t_w будет изменена и принята из условия прочности на срез, при этом будет отличаться на 2 мм и более от предварительно принятой толщины (при определении оптимальной высоты балки), следует произвести перерасчетh_optс вновь принятой толщиной стенки.

Проверяем необходимость постановки продольных ребер жесткости для исключения образования волн выпучивания в верхней сжатой части стенки от нормальных напряжений. Постановка продольных ребер жесткости усложняет конструкцию балки, поэтому они целесообразны только в высоких балках (более двух метров), имеющих тонкую стенку с гибкостью

Условная гибкость стенки

Оставляем без изменений принятую толщину стенки t_w= 12 мм, так как она удовлетворяет условиям прочности на действие касательных напряжений

и не требует укрепления ее продольным ребром жесткости.

Размеры горизонтальных поясных листов находим, исходя из необходимой несущей способности балки. Вычисляем требуемый момент инерции сечения балки:

Находим момент инерции стенки балки:

Момент инерции, приходящийся на поясные листы:

Момент инерции поясных листов балки относительно ее нейтральной оси х-х(пренебрегая моментом инерции поясов относительно собственной оси1-1ввиду его малости) можно расписать:I_f≈ 2A_f(h_f/2)²,

где A_f – площадь сечения одного пояса;

h_f = h – t_f= 155 – 2,5 = 152,5 см – расстояние между центрами тяжести поясов.

Находим требуемую площадь одного пояса:

Ширина пояса

Ширина пояса должна отвечать следующим требованиям:

– b_f = (1/3 – 1/5)h= 51,7 – 31 см приh = 155 см;

– b_f≥ 180 мм.

По сортаменту принимаем пояса из горячекатаного широкополочного универсального проката по табл. 3.9 сечением 45025 мм, для которых ширинаb_fнаходится в рекомендуемых пределах.

Необходимо проверить местную устойчивость сжатого пояса, для чего отношение свеса пояса = (450 – 12) / 2 = 219 мм к его толщинеt_f должно быть не более предельного, определяемого по табл. 3.10.

Проверяем:

Условие выполняется.