Рабочий пример конструкции стальной балки [Универсальная балка]

Рабочий пример конструкции стальной балки разрабатывает конструкцию свободно опертой балки с равномерно распределенной нагрузкой. Балка считается свободно опертой, расчетные данные для расчета изгибающего момента и поперечных сил приведены ниже.

Кроме того, свойства раздела, которые необходимо учитывать, также указываются на каждом этапе проверки раздела.

Теоретические аспекты и процедуры проектирования кодов обсуждаются в статье о конструкции стальной балки в соответствии с BS 5950 .

Расчетные данные

• Нагрузка UDL 20 кН/м
• Пролет балки 6 м
• Балка свободно опертая
• Расчетная прочность стали, Py = 275 Н/мм 909183 20002 Максимальный момент изгиба

  = WL ² /8 = 20 x 6 ² /8 = 90 кН

  Максимальный силу Shear

  = WL / 2 = 20 x 6 /2 = 60 Kn

  = WL / 2 = 20 x 6 /2 = 60 Kn

  Рассмотрим универсальный луч 500x200x89,7 кг/м (стр. _Y = 275 Н/мм ² )

  Данные секции

  • D = 500 мм
  • T = 16 мМ
  • D = 500 мм
  • T = 16 мМ
  • 900 ММ
  • T = 16 ММ
  • 900 ММ.
  • B = 200 мм
  • b = 100 мм
  • r ₁ = 20 мм
  • D = 500 — 16 x 2 — 2 x 20 = 428 мм
  • S _x = 2175 × 10 ³ мм ³
  • Z _x = 1

  3

  2 3

  2 3 ^{3 3 3 3 3 3 3}

  2. 3

  • r _y = 43,3 мм

  Приступим к расчету конструкции стальной балки. При расчете конструкции стальной балки выполняются следующие проверки.

  1. Классификация секций
  2. Расчет на сдвиг
  3. Расчет на изгиб
  4. Проверка на наличие бокового круга. сечение, чтобы узнать, пластичное оно, полупластичное, компактное, тонкое.

     T = 16 мм, P _y = 275 Н/мм ²

     ε = (275/P _y ) ^0,5 = 1

     Контрфланец

     b/T = 100 / 16 = 6,25 < 9ε = 9 – Фланец пластиковый

     Контрфланец

     28 = 08 08 08 = 1,8 80 – Стенка пластиковая

     Кроме того, d/t < 70ε = 70 – Следовательно, нет необходимости проверять коробление при сдвиге

     Следовательно, сечение пластиковое

     Расчет на сдвиг

     Расчетное усилие сдвига, F _v = 60 кН

     P _v = 0,6 P _Y A _V = 0,6 P _Y TD = 0,6 x 275 x 10 x 500 x 10 ^-3 = 825 кН

     F _V

     V См. сила сдвига, решается, подвергается ли сечение низкому или высокому сдвигу в конструкции стальной балки.

     Расчет на изгиб

     Проверить, подвергается ли сечение воздействию малых или больших сдвиговых усилий

     60% x P _v = 0,6 x 825 = 495 кН

     F _v < 0,6 P _v Секция, подвергающаяся малому сдвигу

     M _c должна быть меньше 1,2P _y Z _x или P _y S _x по кл. 4.2.5.1 и кл. 4.2.5.2

     M _c ≤ 1.2P _y Z _x = 1.2 x 275 x 1914 x10 ³ x 10 ^-6 = 613.62 kNm

     M _c = P _y S _х = 275 х 2175 х 10 ³ х 10 ^-6 = 598,125 кНм

     Следовательно,

     M _C = 598,125 КНМ> 90 КНМ

     Bending OK

     Проверьте боковую кругоскую штуку

     M _x B / M _LT

     in in that intrommemme.

     м _LT = 0,925, Таблица 18, БС 5950

     М _б = П _б S _х Кл. 4.3.6.4

     Существует два метода проверки продольного изгиба при кручении, как описано в статье 9.Конструкция стальной балки 0165 согласно BS 5950 . Это строгий метод и упрощенный метод.

     В этом примере конструкции стальной балки мы обсудили оба метода для уточнения процедур, которым необходимо следовать при использовании любого метода.

     Кроме того, основное различие между этими двумя методами заключается в оценке прочности на изгиб .

     Строгий метод

     M _b = P _b S _x

     P _b is depending on the λ _LT and P _y

     λ _LT = uvλ√(β _w )

     λ = L _E / r _y

     L _Е – брать из таблицы 13 по кл. 4.3.5.1 и учтите L _LT = L – пролет

     L _E = 1,0 L _LT = 1 x 6 = 6 м

     λ = L _E / r

     3 = 4,00 /

     3 y 138. 568

     Для двутаврового и двутаврового проката кл. 4.3.6.8

     x = D / T используется с u = 0,9

     x = D / T = 500 / 10 = 50

     β _w следует получить из Cl 4.3.6.9

     β _w = 1 для класса пластик или Класс 2 Компактные секции

     v – коэффициент гибкости, полученный из таблицы 19 на основе λ / x и η

     λ / x = 138,568 / 50 = 2,771

     η = 0,5 для равнополочных фланцев

     v = 0,919 из таблицы 19

     λ _LT = uvλ√(β _w ) = 0,9x 0,919 x 138,568 x √(1) = 114,6

     λ _LO можно получить из таблицы 16 (см. конец таблицы)

     Если λ _LO ≥ 3 λ 4 LT

     ; P _b = P _y или в противном случае P _b следует принимать по таблице 16 для сортового проката.

     Если λ _LO ≥ λ _LT , не нужно делать допуск на потерю устойчивости при поперечном кручении, в противном случае необходимо проверить коробление при поперечном кручении.

     P _y = 275 Н/мм ² ; λ _LO = 37,3

     λ _LO < λ _LT Следовательно, проверьте боковую потерю устойчивости при кручении

     Из таблицы 16 для λ _LT = 114,6 ; P _b = 102 N/mm ²

     M _b = P _b S _x = 102 x 2175 x 10 ³ x 10 ^-6 = 221.85 kNm

     M _b / м _LT = 221,85 / 0,925 = 239,838 кНм

     Таким образом, M _x = 90 кНм < M _b / m _LT = 239,838 кНм

     Сечение соответствует .

     Упрощенный метод

     Примечание. При проектировании балки не обязательно использовать оба метода. Следование либо упрощенному методу, либо строгому методу является адекватным.

     M _b = P _b S _x : Кл. 4.3.7

     В этом методе определение P _b отличается по сравнению с предыдущим методом. Этот метод дает консервативные ответы. P _b можно получить из таблицы 20 BS 5950 на основе √(β _w ) (L _E /r _y ) и D/T

     β _w = 1; предыдущий расчет

     L _E / r _y = 138,568 ; предыдущий расчет

     √(β _w ) (L _E / r _y ) = 1 ^0,5 x 135,568 = 138,568

     D / T = 500/16 = 31,25

     P _B = 116,646 Н / мм ² Из таблицы 20

     M _B = P _B S _X = 116,646 x 21755. 3. ^. x 10 ^-6 = 253.705 kNm

     M _b / m _LT = 253.705 / 0.925 = 274.3 kNm

     Therefore, M _x = 90 kNm < M _b / m _LT = 274,3 кНм

     Сечение подходит

     Прогиб

     Максимальный прогиб ( δ ) для свободно опертой балки, имеющей равномерное распределение, можно оценить по следующему уравнению.

     δ = 5W _e L ⁴  / (384EI)

     Это уравнение можно дополнительно упростить следующим образом.

     δ = 0,104M _max L ²  / (EI)

     Поскольку мы оцениваем отклонение из-за приложенных нагрузок, в этом расчете примем приложенную нагрузку как 10 кН/м.

     δ = 0,104 х 90 x 10 ⁶ 6000 ² / (205 x 10 ³ x 478 x 10 ⁶ ) = 1,7 мм

     Предполагая, что Бридость

     SPAN / 360 = 6000 /360 = 16,7 М 9000 3

     9

     3.

     3.

     3.

     3.

     3.

     .

     3.

     3.

     3.

     3.

     3.

     3.

     3.

     3.

     .

     3.

     .

     .

     .

     .

     .

     .

     .

     .

     δ < Span / 360, Следовательно, прогиб в норме

     Различные методы расчета прогибов обсуждаются в статье Википедии прогиб (технический) .

     Несущая способность стенки

     Необходимо проверить несущую способность стенки стальной балки. В этой категории выполняются подшипник и изгиб паутины.

     P _BW = (B ₁ + NK) TP _YW

     Рисунок 01: Расположение веб -подшипника — извлечено из кода

     T = 10 мм

     T = 10 мм

     R = 10 мм

     G. = 5 мм

     b _e = 5 мм

     b ₁ = t + T + 0,8r – g = 10 + 10 + 0,8 x 10 – 5 = 23 мм

     k = T + r = 16 + 20 = 36 мм (для катаного профиля)

     на конце,

     n = (2 + 0,6b _e /k), но ≤ 5

     n = (2 + 0,6 x 5/36) = 2,083 < 5 P _yw = 275 Н/мм ² из таблицы 9

     P _bw  = (b ₁  + nk) tP _yw = (23 +2,083 x 0 7 x 0 1 x 10 3 3 ) = 269,5 кН

     Опорная нагрузка 60 кН.

     Опора перемычки в порядке, ребра жесткости не требуются.

     Когда F _x > P _bw , нам необходимо предусмотреть ребра жесткости, чтобы компенсировать усилие (F _x – P _bw ). Несущая способность ребер жесткости должна быть получена из P _s = A _s.