Конструирование балочной клетки (стр. 6 из 8)
Принимаем пояс шириной 400 мм.
Уточним площадь сечения полки:
Af1= bf1 tf=40·2=80 см2.
Рис. 16
Геометрические характеристики сечения балки
Момент инерции
Момент сопротивления
Статический момент
18,6<22,44 кН/см2 -условие прочности выполняется.
Максимальное касательное напряжения в балке
RSgс = 0,58×24·1,1=15,3 кН/см2
10,06<15,3- проверка выполняется.
6.3. Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов главной балки
Проверим устойчивость стенки и определим необходимость постановки ребер жесткости. Условная гибкость стенки определяется по формуле
.4,3>3,2 => необходимо укрепление стенки ребрами жесткости.
Выполняем постановку рёбер жёсткости в местах передачи нагрузки от вспомогательной балки на главную. 
Рис. 17
Ширина ребер :
Принимаем bh = 90 мм.
Толщина ребра
Принимаем tS = 7 мм.
Балка разбита на пять отсеков.
Проверка устойчивости стенки в первом отсеке.
Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от первого ребра жесткости, т.е. на расстоянии х1=1,75-1,26=0,49 м от опоры.
Площадь сечения балки в этом отсеке:
А=1·126+2·40·2=286 см2;
Нагрузка от веса балки:
М1=qx(l-x)/2=2,245·1,75(14-1,75)/2=24,06;
М1'=1130,4*1,75=1978,2 кН*м
МI=24,06+1978,2=2002,26 кНм;
М2=qx(l-x)/2=2,245·0,49(14-0,49)/2=7,43;
М2'=1130,4*0,49=553,896
МII=7,43+553,896=561,326 кНм;
Мср=(2002,26+561,326)/2=1281,79 кНм;
Нормальные и касательные напряжения
а) нормальные
; 
б) касательные
Qср=1164,31кН;
Критические нормальные напряжения
; 
тогда по табл.21 СНиП II-23-81* 
=33,32; 
Критические касательные напряжения
Проверка устойчивости стенки
. 
проверка в первом отсеке выполняется.
Проверка устойчивости стенки балки во втором отсеке
Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от второго ребра жесткости, т.е. на расстоянии х2=5,25-1,26=3,99 м от опоры.
Площадь сечения балки в этом отсеке:
А=1*126+2·53*2=33 см2;
Нагрузка от веса балки:
М1=qx(l-x)/2=2,65*5,25(14-5,25)/2=60,87;М1'=1130,4*5,25-565,2*3,5=3956,4
МI=60,87+3956,4=4017,27 кНм;
М2=qx(l-x)/2=2,65·3,99(14-3,99)/2=52,92;
М2'=4510,296-1266=3244,3
МII=52,92+3244,3=3297,2 кНм;
Мср=(4017,27+3297,2)/2=3657,2 кНм;
Нормальные и касательные напряжения
а) нормальные ; 
Рис.19б) касательные
Qср=582,16кН;
Критические нормальные напряжения
; 
тогда по табл.21 СНиП II-23-81* =33,75; 
Критические касательные напряжения
Проверка устойчивости стенки
. 
проверка во втором отсеке выполняется.
Проверка устойчивости стенки балки в третьем отсеке
Проверка выполняется в сечении расположенном на расстоянии 0,96 от третьего ребра жесткости, т.е. на расстоянии х2=8,75-1,26=7,49 м от опоры.
Площадь сечения балки в этом отсеке:А=338 см2;
Нагрузка от веса балки:
q=2.65
М1=qx(l-x)/2=2.65*8.75(14-8.75)/2=60.87;
М1'=3956,4кН*м
МI=60,87+3956,4=4017,27 кНм;
М2=qx(l-x)/2=2,65·7,49(14-7,49)/2=64,6;
М2'=3956,4кН*м
МII=64,6+3956,4=4021 кНм;
Мср=(4017,27+4021)/2=4019 кНм;
Нормальные и касательные напряжения
а) нормальные
; 
б) касательные
Qср=0;
Критические нормальные напряжения
; 
тогда по табл.21 СНиП II-23-81* =33,75; 
Критические касательные напряжения
Проверка устойчивости стенки
. 
проверка в третьем отсеке выполняется.
6.4. Расчет поясных сварных швов.
Полки составных сварных балок соединяют со стенкой на заводе автоматической сваркой. Сдвигающая сила на единицу длины
Для стали С245 по табл. 55* СНиП II-23-81* принимаем электроды Э-42.
Определим требуемую высоту катета Кf поясного шва "в лодочку".
1. Расчет по металлу шва.
Коэффициент глубины провара шва bf =0,9 (СНиП II-23-81*, табл.34)
Коэффициент условия работы gwf = 1 (СНиП II-23-81*, пп. 11.2)
Расчетное сопротивление металла R wf =180 МПа(СНиП II-23-81*, табл.56)
bf gwf R wf = 0,9× 1×18= 16,2 кН/см2
2. Расчет по металлу границы сплавления.
Коэффициент глубины провара шва bz =1,05 (СНиП II-23-81*, табл.34)
Коэффициент условия работы gwz = 1 (СНиП II-23-81*, пп. 11.2)
Расчетное сопротивление металла R wz =0,45 R un = 0,45 ×370 = 166,5 МПа
bz gwz R wz = 1,05 1×16,65 = 17,48 кН/см2
Сравнивания полученные величины, находим
(bgwRw)min = 16,2 кН/см2
Высота катета поясного шва должна быть не менее
=> 
kf ≥ 3 мм
По толщине наиболее толстого из свариваемых элементов (tf = 20мм) по табл. 38 СНиП II-23-81*, принимаем kf = 6 мм.
6.5.Конструирование и расчет опорной части балки
Принимаем сопряжение балки с колонной примыканием сбоку. Конец балки укрепляем опорными ребрами. Опорное ребро жесткости крепится сварными швами к стенке балки. Нижний торец опорного ребра балки остроган для непосредственной передачи давления на колонну.
Определим площадь сечения ребра на смятие торцевой поверхности:
;