Конструирование балочной клетки

 

СОДЕРЖАНИЕ.

 

 

1.Расчет настила и компоновка  балочной клетки.

 

• Тип балочной клетки – усложненный;
• Тип сопряжения балок – пониженное;
• Шаг колонн в поперечном направлении l=6.0м;
• Шаг колонн в продольном направлении (пролет главной балки) L=9.0м;
• Отметка верха настила H=8.4м;
• Нормативное значение полезной нагрузки р^н=26 кПа;
• Материал конструкций сталь С-245 по ГОСТ 27772-88;
• Сварка ручная электродом Э42.

1.1.Расчет настила.

 

Толщина настила принимается в  зависимости от интенсивности нагрузки на настил

T_н=12 мм. При q^н=20-30 кН/м².

Опирание настила на параллельные балки позволяет считать, что  он изгибается по цилиндрической поверхности. Для расчета такого настила из него мысленно вырезается полоска единичной ширины (1см), закрепленная по концам неподвижными шарнирами.

Вычисляем размеры настила по формуле (7.2) [2];

 

;                                                                                           (1)

 

где: l – пролет настила;

  t – толщина настила;

 n₀=[ l/f ] – отношение пролета настила к его предельному прогибу, величина, обратная предельному значению относительного прогиба конструкции (для стального настила рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей [ f/l ]=1/150 [1]) ;

Е₁ – приведенный модуль упругости стали ;

ν=0,3 – коэффициент Пуассона для стали ;

q_н – нормативное значение нагрузки воспринимаемое настилом.

 

 

Помимо полезной нагрузки, определяемой проектным заданием, настил воспринимает собственный вес. Т.к. t_н=12 мм, то

 

q_н=q^н+ρ* t=26кН/м²+78,5кН/м³*0,012мм=26,9 кН/м²=0,269кгс/см²;

 

Тогда из формулы  (1)  определяем предельное отношение пролета настила к его толщине:

;

 

Из полученного и заданной ранее  толщины настила допустимый пролет настила определяется следующим образом:    l=87,8* t=87,8*1,2 см=105,36 см;

Принимаем пролет настила 100см.

Силу распора определяем по формуле (7,3) [3]:

Где : γ_f – коэффициент надежности по нагрузке, для действующей равномерно распределенной нагрузки при полном нормативном значении нагрузки q^н>=200 кгс/м² принимаемый : γ_f=1,2 по п.3.7[2].

 

;

 

Сварные соединения с угловыми швами  следует расчитывать на срез по двум сечениям по формулам (120) и (121) [1] :

-по металлу      

-по металлу границы сплавления       

где N=Н*b=3,57кН/см*1см=357кг;

 

β_f и β_z –коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые соответственно 0,7 и 1,0 по табл.34* [1] (для ручной сварки);

 

γ_wf и γ_wz – коэффициенты условий работы сварного шва, 1,0 и 1,0;

l_w – длина сварного шва (ширина полоски настила , закрепленной неподвижными шарнирами) 1,0 см;

R_wf – расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами, принимаемое R_wf=1850 кгс/см² для электрода типа Э42 по таб.56 [1];

 

R_wz – расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами, принимаемое R_wz=0,45*R_un по таб.3 [1],

R_wz=0,45*3800кгс/см²=1710 кгс/см²;

 

γ_c – коэффициент условий работы конструкций, принимаемый γ_c=1 по табл.6* [1]

k_f - минимальный катет шва, принимаемый k_f=6мм по табл.38* [1].

 

Проверка выполнения условий:

-по металлу шва              

                                      850 кгс/см²<1850 кгс/см² – условие выполняется.

 

-по металлу границы  сплавления          

                                      595 кгс/см²<1710 кгс/см² – условие выполняется.

 

Схема расположения элементов  балочной клетки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РИС.1 Схема расположения элементов балочной клетки.

БН – балка настила пролетом  1м.

ВБ – второстепенная балка пролетом  6м.

ГБ – главная балка пролетом  9м.

 

 

 

 

 

2.Расчет балок настила.

 

В практике строительства  чаще применяются разрезные балки, которые по сравнению с неразрезными более просты в изготовлении и  удобны для монтажа. Поэтому БН рассчитывается как простая однопролетная балка  на двух опорах. Опорами в расчетной схеме БН выступают ВБ.

2.1Сбор нагрузок и  статический расчет.

 

Балка настила воспринимает следующие  нагрузки:

-полезная q^н=26 кН/м²;

-собственный вес настила g_н^н=78,5кН/м³*0,012м =0,942 кН/м²;

-собственный вес балки настила  g₁^н, который в первом приближении ориентировочно принимается равным 1-2% от полезной нагрузки

 g₁^н=0,01*26кН/м=0,26 кН/м².

Для определения интенсивности распределённой нагрузки, действующей на БН, необходимо все нагрузки привести к погонным [кН/м]. Ширина грузовой площадки балок настила равна их шагу, а=1 м. (рис. 1).

 

Нормативное значение нагрузки, действующей на БН:

Расчётное значение нагрузки, действующей  на БН:

         

          

где: g_f – коэффициенты надёжности по нагрузке;

g_f1=1,2 по п.3.7. [2];

g_f2=1,05 – для металлических конструкций (п.2.2. [2]).

Максимальный изгибающий момент равен:

Максимальная поперечная сила равна:          

 

 

 

 
2.2. Подбор сечения

Расчёт на прочность элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле (28) [1]:

,

R_у – расчётное сопротивление материала балки по пределу текучести,

R_у=2450 кгс/см²

g_с – коэффициент условий работы конструкции для сплошных прокатных балок, несущих статическую нагрузку, при расчёте на прочность принимается по табл.6* [1], g_с=1,1.

Требуемый момент сопротивления  поперечного сечения балки равен:

Поскольку внутренние усилия, возникающие в балке, а также её пролёт не велики, то балка может быть выполнена прокатной.

По сортаменту прокатных профилей (прил.14 [3]) выбираем двутавр I18  по ГОСТ 8239-72 с моментом сопротивления сечения не менее требуемого и имеющий следующие геометрические характеристики:

h=18 см; b=8 см; d=0,51 см; t=0,81см; I_х=1290 см⁴; S_x=81,4 см³; W_х=143 см³,   собственный вес 1 п.м. g₁^н=0,184 кН/м.

2.3. Проверка прочности

 

        ,

т.е. условие прочности в сечении с максимальным моментом выполняется.

 

Согласно п.5.12 [1] значение касательных напряжений в сечениях изгибаемых элементов должны удовлетворять  условию (29):

где:  Q=48,7 кН = 48,7*10²кг – максимальная поперечная сила;

t=d=0,51 см – толщина стенки балки

R_s –расчётное сопротивление стали сдвигу, определяемое по табл.1* [1],                                                      R_s= 0,58R_у=0,58´2450кгс/см²=1421 кгс/см²;

g_с=1,1.

;

условие выполняется, т.е. – опорные сечения БН удовлетворяют условиям прочности по касательным напряжениям.

2.4. Проверка прогиба

Расчёт по II группе предельных состояний для изгибаемых элементов заключается в определении вертикального относительного прогиба элемента и сравнение его с нормируемым.

Относительный прогиб однопролётной  балки, нагруженной равномерно распределённой нагрузкой, определяется по формуле (7.18а) [2]:

где:  q^н – нормативное значение нагрузки, воспринимаемое БН (кгс/см);

l – пролёт БН (см);

Е=2,1´10⁶ кгс/см² – модуль упругости стали;

J_х – момент инерции сечения БН (см⁴)

В соответствии с табл.19 [2] [f/l]=1/220=0,0045;

<0,0045;

т.е. сечение БН удовлетворяет требованиям  жёсткости.

 

 

3. Расчёт второстепенных балок

3.1. Сбор нагрузок и  статический расчёт

 

Балка настила воспринимает следующие нагрузки:

• полезная q^н=26 кН/м²;
• собственный вес настила g_н^н=78,5кН/м³´0,012м=0,942кН/м²;
• собственный вес балки настила g₁^н=0,184 кН/м.
• собственный вес второстепенной балки

     g₂^н=(1¸2%)´q^н=0,02´26кН/м²=0,52 кН/м².

Для определения интенсивности распределённой нагрузки, действующей на ВБ, необходимо все нагрузки привести к погонным [кН/м]. Ширина грузовой площадки балок настила равна их шагу, b=3,0 м.

Нормативное значение нагрузки, действующей на ВБ:

Расчётное значение нагрузки, действующей на ВБ:

где: g_f – коэффициенты надёжности по нагрузке;

g_f1=1,2 по п.3.7. [2];

g_f2=1,05 – для металлических конструкций (п.2.2. [2]).

n- количество балок настила опирающихся на одну второстепенную балку.

 

Максимальный изгибающий момент равен:

Максимальная поперечная сила равна:

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Подбор сечения

Расчёт на прочность  элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять  по формуле (28) [1]:

,

 

R_у – расчётное сопротивление материала балки по пределу текучести,

R_у=2450 кгс/см² (сталь С245)

g_с – коэффициент условий работы конструкции для сплошных прокатных балок, несущих статическую нагрузку, при расчёте на прочность принимается по табл.6* [1], g_с=1,1.

Требуемый момент сопротивления поперечного  сечения балки равен:

Поскольку внутренние усилия, возникающие в балке, а также её пролёт невелики, то балка может быть выполнена прокатной.

По  сортаменту прокатных профилей (прил.11 [4]) выбираем двутавр I55  по ГОСТ 8239-89 с моментом сопротивления сечения не менее требуемого и имеющий следующие геометрические характеристики:

h=55 см; b=18 см; d=1,1 см; t=1,65 см; I_х=55962 см⁴; S_x=1181 см³ ; W_х=2035 см³, собственный вес 1 п. м.  g₂^н=0,962 кН/м.

3.3. Проверка прочности

 

.      ,

т.е. условие прочности  в сечении с максимальным моментом выполняется.

 

Согласно п.5.12 [1] значение касательных  напряжений в сечениях изгибаемых элементов  должны удовлетворять условию (29):

где:  Q=296,1кН – максимальная поперечная сила;

t=d=1,1 см – толщина стенки балки

R_s –расчётное сопротивление стали сдвигу, определяемое по табл.1* [1], R_s=0,58R_y=0,58´2450кгс/см²=1421 кгс/см²;

g_с=1,1.

; 

условие выполняется, т.е. – опорные сечения ВБ удовлетворяют условиям прочности по касательным напряжениям.

3.4. Проверка прогиба

Расчёт по II группе предельных состояний для изгибаемых элементов заключается в определении вертикального относительного прогиба элемента и сравнение его с нормируемым.

Относительный прогиб однопролётной  балки, нагруженной равномерно распределённой нагрузкой, определяется по формуле (7.18а) [2]:

где:  q^н – нормативное значение нагрузки, воспринимаемое ВБ (кгс/см);

l – пролёт ВБ (см);

Е=2,1´10⁶ кгс/см² – модуль упругости стали;

I_х – момент инерции сечения ВБ (см⁴)

В соответствии с табл.19 [2] [f/l]=1/220=0,0045

 

<0,0045

т.е. сечение ВБ удовлетворяет требованиям  жёсткости.

 

 

4. Конструирование и  расчёт главной балки

4.1. Сбор нагрузок и  статический расчёт

Второстепенные балки опираются  на главные балки через равные промежутки с шагом 3,0 м, пролёт ГБ составляет 9,0 м, поэтому сосредоточенные силы от второстепенных балок (т.к. их число не превышает три) нельзя представить как равномерно распределённую нагрузку. Величина полной нагрузки, действующей на главные балки, складывается из полной нагрузки, собственного веса настила, веса балок настила, собственного веса второстепенных балок и собственного веса главных балок, который ориентировочно принимаем равным 5% от полезной нагрузки.

 

Главная балка воспринимает следующие нагрузки:

• полезная q^н=26 кН/м²;
• собственный вес настила g_н^н=78,5кН/м³´0,012м=0,942кН/м²;
• собственный вес балки настила g₁^н=0,184 кН/м.
• собственный вес второстепенной балки g₂^н=0,962 кН/м.
• собственный вес главной балки g^гб=0,05*26кН/м²=1,3кН/м².

 

Ширина грузовой площадки ГБ равна  шагу колонн в поперечном направлении,

а=6 м (рис. 1).

Нормативное значение нагрузки действующей на ГБ:

 

 

Сосредоточенная сила от второстепенной балки равна:

Равномерно распределенная нагрузка от собственного веса второстепенной балки равна:

Максимальный изгибающий момент равен:

 

Максимальная поперечная сила равна:

 
4.2. Компоновка составного сечения

Внутренние усилия, возникающие  в ГБ, настолько значительны, что  использование прокатных профилей исключено. Поэтому ГБ проектируется  составной. Как правило, составные балки проектируются сварными, а сечение составных балок напоминает сечение прокатных двутавров: один вертикальный лист стали образует стенку двутавра, два горизонтальных листа образуют его полки.

4.2.1. Определение размеров  стенки

ГБ проектируется переменного по длине сечения и рассчитывается без учёта развития пластических деформаций. Определяющим в компоновке сечения ГБ является подбор размеров стенки балки – высоты и толщины.

Высота  ГБ, основную часть которой составляет высота стенки, определяется по экономическим соображениям, жёсткости балки и допустимой строительной высоте конструкции перекрытия.

Толщина стенки балки также определяется несколькими факторами и соответственно имеет несколько значений – минимальное, принимаемое из условия работы ГБ на касательные напряжения, и рациональное, принимаемое из экономических соображений.

Минимальная высота стенки ГБ определяется из условия  жёсткости балки с использованием формулы, связующей момент сопротивления  сечения W  и момент инерции I:

где: y – расстояние от нейтральной оси сечения до крайнего волокна.

Поскольку определяется минимальное значение высоты, используется минимальное значение «y» в формуле:

h_min=2y_min=2´I_x^тр/W_n,min

где: I_x^тр – минимальный требуемый момент инерции всего сечения ГБ;

W_n,min – минимальный требуемый момент сопротивления всего сечения ГБ.

 

Минимальный момент сопротивления  сечения ГБ определяется из условия  прочности изгибаемых элементов  в соответствии с требованиями п.5.12 [1]:

,

где     Ry – расчётное сопротивление материала балки по пределу текучести, Ry=2450 кгс/см²;

g_с – коэффициент условий работы конструкции для сплошных составных балок, несущих статическую нагрузку, при расчёте на прочность принимается по табл.6* [1], g_с=1,1.

 

Минимальный момент инерции сечения  ГБ определяется из условия жесткости  ГБ в соответствии с требованием  обеспечения допустимого относительного прогиба балки, который составляет [f/l]=1/250

 

Тогда минимальное значение высоты стенки ГБ равно:

Минимальная толщина стенки ГБ определяется из условия её прочности при работе на срез с использованием формулы (41) [1]:

.

Здесь в качестве параметра h используется некоторое предварительное значение высоты балки, которое принимается равным (1/10)L=9000/10=900 см.

Минимальная толщина стенки ГБ также определяется из условия устойчивости:

.

Rs –расчётное сопротивление стали сдвигу, определяемое по табл.1* [1], Rs=0,58Ry=0,58´2450=1421кгс/см²;

Из двух условий принимаем большее  значение толщины стенки и округляем  до целых в большую сторону.

Принимаем значение толщины стенки ГБ t^w=0,8 см.

Оптимальная высота стенки балки определяется исходя из соображения минимизации  массы балки. Формула для определения высоты стенки ГБ при минимуме массы имеет следующий вид:

,

где  к – коэффициент, зависящий  от конструктивного оформления балки:

k=1,2.

.

Исходя  из того, что высота стенки ГБ должна приниматься с учётом действующего сортамента листовой стали и быть не менее h_min и близкой к h_опт, принимаем следующее значение высоты стенки ГБ: h_w=110 см.

Поперечные  размеры стенки t_w´h_w=0,8´1100 мм.

4.2.2. Определение размеров  полок ГБ.

Момент инерции стенки балки определяется как момент инерции прямоугольного сечения:

.

Зададимся толщиной полки листа t_f=2см, тогда высота балки будет равна:

h=h_w+2´ t_f=110см+2´2см=114 см.

Требуемый момент инерции при принятой высоте будет равен:

 

_{Требуемый момент инерции полки:}

Ширину полки ГБ принимаем по действующему сортаменту листовой стали (прил.14 [3]) с учётом принятой толщины листа, но не менее требуемой по площади сечения полки.

 Принимаем ширину полки ГБ из стали универсальной по ГОСТ 82-70 шириной b_f=25 см.

В изгибаемых элементах отношение  ширины свеса сжатого пояса к  толщине следует принимать не более значений, определяемых по табл. 30 [1]. Для не окаймленного свеса при расчете в пределах упругих деформаций отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должно удовлетворять следующему условию:

           

Расчетная ширина свеса поясных  листов в соответствии с п. 7.22 [1] принимается  равной расстоянию от грани стенки до края поясного листа:

     =>

Условие устойчивости свеса выполняется.

Имеем сечение главной балки (рис.4.2.2.1) со следующими геометрическими характеристиками:

А=А_w+2A_f=88см²+50см²*2=188см²;  

  ; ;  ;          

 

 

 

4.3. Изменение сечения  балки по длине.

 

Сечение главной балки изменяют по длине из экономических соображений, т.к. значение моментов, по которым проводится расчет сечения, действует лишь в  середине пролета. Изменить сечение балки можно, уменьшив высоту или толщину стенки, ширину или толщину полки. В сварных балках наиболее распространено уменьшение ширины полки. При этом остаются постоянными высота и толщина стенки и толщина полки, что удобно при выполнении сварки поясных листов друг с другом.

При равномерно распределенной нагрузке наиболее выгодное по расходу стали  место изменения сечения поясов однопролетной сварной балки  находится на расстоянии 1/6 пролета  балки от опоры, т.е. на расстоянии 1,5м от опоры.

4.3.1. Определение внутренних усилий.

 

Усилия  в сечении, расположенном  на расстоянии 1,5 м от опоры, определяются по эпюрам, представленным на рис. 4.1.1 :

x=1,5 м;

;

;

4.3.2. Ширина уменьшенного пояса балки.

 

Площадь уменьшенного сечения пояса принимается из условия прочности на растяжение сварного шва, стыкующего различные сечения пояса. В таком случае стык растянутого пояса ГБ выполняют прямым с ручной сваркой без физического контроля качества.

,

где М=М_х – изгибающий момент в месте изменения сечения ГБ;

      W_изм^тр – требуемый момент сопротивления измененного сечения;

      R_wy – расчетное сопротивление сварного стыкового шва по пределу текучести, определяемое по табл. 3 [1].

R_wy=0,85^.R_y=0,85^. 2450кгс/см²=2082,5 кгс/см²

;

;

  ; - момент инерции одной полки.

;

,

принимаем измененную ширину полки  ГБ равной 12 см.

Геометрические характеристики измененного  сечения главной балки:

А=А_w+2 А_f =110см*0,8см+2*12см*2см=136 см²;

 

;

;

;

S_f= 12см^.2см^.56см=1344 cм³;

S_x= 12см^.2см^.56см + 0,8см^.55см^.27,5см =2554 см³.

 

4.4. Проверка прочности и общей устойчивости ГБ.

4.4.1. Проверка прочности.

 

Проверку прочности по нормальным напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле (22) [1]:

где М – максимальное по длине балки значение изгибающего момента;

      W_{n, min} – момент сопротивления сечения балки, в котором возникает максимальный изгибающий момент.

;

;

2613,3кгс/см²<2695кгс/см², т.е. прочность ГБ по нормальным напряжениям обеспечена.

 

В соответствии с п.1.9 [1] элементы стальных конструкций должны иметь минимальные  сечения, удовлетворяющие требованиям  норм. В составных сечениях, устанавливаемых  расчетом, недонапряжение не должно превышать 5%.

,

т.е. недонапряжение ГБ удовлетворяет  требованиям норм.

 

Проверку прочности по касательным  напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле (29) [1]:

,

где  Q- максимальное по длине балки значение поперечной силы;

        S_х и I_х-соответственно статический момент полусечения балки и момент инерции сечения балки, в котором возникает максимальная поперечная сила.

;

;

832,2кгс/см²<1536,1кгс/см², т.е. прочность ГБ по касательным напряжениям обеспечена.

 

Для стенок балок, рассчитываемых по формуле (28) [1] должны выполняться условия (33) [1]:

1) ;

2) ;

где  и - нормальные напряжения в серединной плоскости стенки, соответственно параллельные и перпендикулярные оси балки;

 - касательное напряжение, воспринимаемое  стенкой.

Второе условие (33) [1] в данном случае практически ничем не отличается от проверки прочности ГБ на касательные напряжения, следовательно, это условие уже обеспечено.

;

;

;

;

;

2447,3кгс/см²<2638,2кгс/см², т.е. прочность сечения ГБ на совместное действие нормальных и касательных напряжений обеспечена.

4.4.2. Проверка общей  устойчивости.

 

Проверка общей устойчивости ГБ осуществляется в соответствии с  требованиями п. 5.15 [1]. Проверку общей  устойчивости можно не проводить, если соблюдены требования п. 5.16* [1]: отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса не превышает значений, определяемых по формулам табл. 8* [1] для балок симметричного сечения.

Наибольшее значение l_ef/b, при котором не требуется расчет на устойчивость сварных балок определяется по формуле (37) [1]:

,

где     b и t - соответственно ширина и толщина сжатого пояса;

h - расстояние между осями поясных листов.

 

Для того, чтобы найти фактическое  отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса, необходимо определить расчетную длину балки. Согласно п.5.15 [1] за расчетную длину балки следует принимать расстояние между точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений. В данном случае за расчетную длину балки ГБ следует принять шаг второстепенных балок равный 3,0 м.

;

;

;

12<16,2, т.е. общую устойчивость ГБ проверять не требуется.

4.4.3. Проверка местной устойчивости стенки.

 

Проверка и обеспечение местной  устойчивости стенки ГБ выполняется  в зависимости от значения условной гибкости стенки, которая определяется по следующей формуле:

.

Значение условной гибкости стенки превышает 3,2, поэтому следует укреплять поперечными ребрами жесткости в соответствии с требованиями п.7.10 [1].

Расстояние между основными  поперечными ребрами жесткости  не должно превышать 2h_ef при :

 

Т.к. сопряжение балок пониженное, то второстепенные балки будут опираться на ребра жесткости главной балки, шаг второстепенных балок 3,0 м, поэтому расстояние между ребрами жесткости принимаем 1,5 м.

Местную устойчивость стенки проверим в 1-м и 3-м отсеках.

Для 1-го отсека: длина расчетного участка  h_w=110 см; изгибающий момент и поперечная сила в середине расчетного участка, т.е. при х=1,5м/2=0,75 м, равны:

;

;

 

Расчет на устойчивость стенок балок  симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения и условной гибкости стенки следует выполнять по формуле (74) [1]:

где  σ и - фактические значения соответственно нормального и касательного напряжений, вычисляемых по формулам (72) и (73) [1];

       σ_cr и - критические значения напряжений.

;

;

Значение σ_сr следует определять по формуле (75) [1]:

;

где: с_cr  принимается по табл. 21 [1] в зависимости от значения коэффициента , рассчитываемого по формуле (77) [1]:

где - коэффициент, принимаемый по табл. 22 [1].

при с_cr= 32,2.

;

Значение  определяется по формуле (76) [1]:

;

 

где: - отношение большей стороны пластинки к меньшей.

d - меньшая из сторон пластинки.

т.е. местная устойчивость стенки ГБ  в первом отсеке обеспечена.

Для 3-го отсека: длина расчетного участка  h_w=110 см; изгибающий момент и поперечная сила на середине расчетного участка, т.е. при

х=3,5м-1,5м/2=3,75 м, равны:

;

 

;

;

;

где с_cr  принимается по табл. 21 [1] в зависимости от значения коэффициента , рассчитываемого по формуле (77) [1]:

где - коэффициент, принимаемый по табл. 22 [1].

при с_cr= 33,8.

;

Значение  определяется по формуле (76) [1]:

;

 

;

т.е. местная устойчивость стенки ГБ  в третьем отсеке обеспечена.

4.4.4. Размеры ребер  жесткости.

 

Укрепляем стенку парными симметричными  ребрами. Ширина выступающей части  ребра определяется в соответствии с п. 7.10 [1]:

;

;

принимаем b_n=80 мм.

Толщина ребра t_s должна быть не менее ;

, принимаем t_s=6 мм.

4.4.5. Расчет опорного  ребра.

 

Согласно п. 7.12 [1] при высоте выступающей  части опорного ребра  а 1,5t, напряжение в нижних торцах при действии опорной реакции не должно превышать расчетного сопротивления смятию R_p.

Из условия смятия определяется необходимая площадь поперечного  сечения опорного ребра.

Принимается а=1,5 см. Требуемая площадь  поперечного сечения опорного ребра  равна:

;

.

Примем толщину и ширину опорного ребра равными толщине и ширине полки ГБ.

В этом случае фактическая площадь  поперечного сечения опорного ребра составит 12cм´2см=24 см², что превышает требуемую площадь.

Согласно п.7.12 [1] участок стенки балки составного сечения над опорой при укреплении его ребрами жесткости следует рассчитывать на продольный изгиб из плоскости как стойку, нагруженную опорной реакцией. В расчетное сечение этой стойки следует включать сечение опорного ребра и полосу стенки шириной с каждой стороны ребра. Расчетную длину стойки следует принимать равной высоте стенки.

Расчет на устойчивость следует  выполнять по формуле (7) [1]:

,

где j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл. 72 [1] в зависимости от гибкости l.

,

где     l_ef - расчетная длина стойки;