Расчёт прокатных балок. Подбор сечения, проверка несущей способности и жесткости.

В качестве прокатных балок применяются двутавры с уклоном внутренней грани полок, с уклоном параллельных граней полок. Их № подбираются в соответствии с ГОСТ и только тогда, когда мы не можем подобрать прокатный двутавр, а это имеет место при большой нагрузке мы используем сварной двутавр.

1) исходные данные
2) статический расчет. Суть этого блока состоит в выборе расчетной схемы балки и ее статического расчета.
3) конструктивный расчет. Прокатную балку рассчитываем по двум предельным состояниям. По первому предельному состоянию мы должны обеспечить несущую способность балки (прочность, общую устойчивость, местную устойчивость элементов). По второму предельному состоянию мы должны обеспечить пригодность балки к ее нормальной эксплуатации, при этом прогиб балки не должен превышать предельной.
Мы должны гарантировать не наступление первого и второго предельного состояния.
Сечение балки подбираем из условия ее прочности при расчете в пределах упругих деформаций: σ=Mmax/W < Ry*yc.
При благоприятных факторах можно уменьшить размеры сечения за счет развития пластических деформаций: Wreq = Mmax/Ry*yc. Далее по сортаменту принимаем двутавр, момент сопротивления которого равен или больше требуемого, в противном случае условие прочности выполняться не будет.
Проверка несущей способности балки подобранного профиля: проверки на прочность балки, изгибаемой в одной из главных плоскостей при расчете в пределах упругих деформаций в сечение где M=Mmax и Q = 0
σ= Mmax/Wфакт˂Ry* γc Q=Qmax и М=0

τ= Qmax∙sx/(Iх∙tw)<ry∙γc

При одновременном действии в сечение момента и перерезывающей силы, напряжение приведенное проверяется по формуле:
σef=√σx2+3τxy2 <1.15Ry∙γc

. Проверяются они в уровне сопряжения пояса со стенкой.
Помимо обеспечения прочности балки мы должны обеспечить ее общую устойчивость. Суть явления потери балкой общей устойчивости состоит в следующем: предельное состояние изгибаемого элемента может наступить до того, как балка исчерпает свою прочность, т.е. общей потери устойчивости. Вначале балка изгибается в своей плоскости, совпадающей с плоскостью действия внешней нагрузки, после того, как напряжение в балке достигает критических, она закручивается и выходит из плоскости изгиба, затем, в поясах балках появляются пластически деформации и она теряет несущую способность. M/φb*Wc < Ry*yc. Где φb -коэффициент снижения расчетного сопротивления при потере общей устойчивости балки, Wc - момент сопротивления сечения балки относительно крайнего сжатого волокна.
Пункт 5.16* говорит о том, когда проверку общей устойчивости по этой формуле можно не производить. Последняя проверка несущей способности - это проверка местной устойчивости элементов (только тех, где есть сжимающие напряжения). Но в прокатных балках местная устойчивость элементов не проверяется, т.к. она обеспечивается соотношением их размеров, назначенных с учетом устойчивой работы, при различных напряженных состояниях.
Второе предельное состояние балки обеспечивает ее нормальную эксплуатацию, подсчитывается прогиб балки и сравнивается с предельным. Подсчет ведется по нормативным нагрузкам

11. Составные балки. Генеральные размеры составных балок. Проверка прочности и жесткости составных балок. Понятие об общей устойчивости балок.

Генеральные размеры

Как уже указывалось, составные балки делаются сварными (преимущественно) и клепаными.

Генеральные размеры— пролет и высоту — назначают, исходя из наивыгоднейших (оптимальных) соотношений размеров сооружения.

В промышленных сооружениях назначение пролета, кроме того, в значительной степени зависит от технологии производства проектируемого объекта.

Минимальная высота балки, определяемая из условия жесткости по таблице Отношения минимальной высоты сечения балки к пролету в зависимости от прогиба (для балок из стали марки Ст. 3) или по формуле (4.VI), как правило, не является оптимальной с точки зрения расхода материала. Определение наивыгоднейшего сечения балки сводится к нахождению минимальной площади сечения F при заданном моменте сопротивления W_тр = который необходим для обеспечения прочности балки.