Ригелі проектуємо звареними суцільного перетину зі сталі С345-4 a) з розрахунковим сопротівленіемдля листового прокату товщиною до 20мм (таблиця 51 * СНиП).
Перетин обох ригелів приймаємо однаковим, підібравши його по нижньому, найбільш завантаженому ригелю.
Розрахунковий вигинає момент і поперечна сила в нижньому, більш навантаженому ригелі:
Необхідний момент інерції перерізу при заданому граничному прогині ригеля:
Прийнявши гранично допустиму по місцевої стійкості умовну гнучкість стінки:
Обчислюємо гранично допустиме відношення:
Необхідна мінімальна площа перерізу ригеля:
за умовами міцності
за умовами жорсткості
Оскільки, то подальше конструювання перетину ригеля ведемо за умовами жорсткості.
Оптимальна висота перетину ригеля за умовами жорсткості:
Товщина стінки . Приймаємо.
Необхідна площа перерізу кожного з поясів ригелів:
Пояс ригеля з боку нижнього пояса конструюємо з широкосмугового універсальної сталі по ГОСТ 82-70 так, щоб:
Приймаємо, що задовольняє условіюі іншим умовам.
Пояс ригеля з напірної сторони конструюємо з смуги обшивки шириною так, щоб сумарна площа перетину цього пакета дорівнювала.
У стислий пояс включаємо смугу обшивки шириною = 60см.
Положення центра ваги перерізу (нейтральної осі):
Момент опору перетину:
Перевірка міцності ригеля при вигині по прогінній перетину:
Перевірка на жорсткість:
Міцність і жорсткість ригеля забезпечені.
Малюнок 5 - Перетин ригеля в прольоті
Конструюємо перетин ригеля на опорі:
Малюнок 6 - Перетин ригеля на опорі
При обчисленні геометричних характеристик вважаємо перетин умовно симетричним.
Міцність стінки ригеля на опорі перевіряємо по формулі:
,
де (за таблицею 1 СНіП).
Міцність і жорсткість ригеля забезпечені.
Конструювання ребер жорсткості і розрахунок стінки ригеля на місцеву стійкість
Роль ребер жорсткості виконують діафрагми суцільного перетину, приварені до стінки ригеля. Умовна гнучкість стінки на ділянках, обмежених поясами і ребрами жорсткості:
Прісогласно п. 7.3 СНіПтребуется перевірка стінки на місцеву стійкість за формулою (74) п. 7.4 СНиП.
Стійкість стінки перевіряється в першому відсіку від місця зміни перетину ригеля. Згідно п. 7.2 осредненние зусилля і напруги для даної ділянки стінки при обчислюємо по перетинах 1, 2, 3 в межах ділянки стінки довжиною
Малюнок 7 - Перевірка стійкості стінки ригеля
Опорні реакції балки:
Розрахункові величини зусиль в перетинах 1, 2, 3:
Розрахункові осредненние напруги для даної ділянки стінки, згідно п. 7.2 СНиП.
Критичні напруги для стінки балки по п. 7.4 СНиП:
де = 35,5 по таблиці 21 СНіПпрі коефіцієнті заміщення стінки в поясі> 30 (таблиця 22 СНиП).
де - відношення більшої сторони розглянутого ділянки стінки до меншої;
Стійкість стінки перевіряємо по формулі (74) СНиП:
Місцева стійкість ригеля забезпечена.
Розрахунок поясних швів і опорних прикріплень ригелів
Поясні шви розраховуємо по опорному перетині, на яке діє, а опорний переріз (малюнок 6) має ,.
Необхідну висоту поясного шва по катетам визначаємо за формулою (113) таблиця 38 п. 11.16 Сніпп міцності металу шва. Сварка автоматична електродаміd = 2 мм в нижньому положенні.
Коефіцієнт по таблиці 34 і. Зварювальні матеріали: флюс АН-47 по ГОСТ 9087-81, зварювальний дріт СВ-10НМА по ГОСТ 2246-70 *.
Розрахунковий опір металу шва:
по таблиці 56 СНиП.
по п. 11.2 СНиП для кліматичного району;
по таблиці 6 * СНиП.
Згідно таблиці 38 СНіПпрі <430 Мпа и автоматической сварке минимальная высота шва по катету и толщине наиболее толстого из свариваемых элементов (пояса ригеля).поясной шов должен иметь высоту катета.
Розрахункова довжина швів, що прикріплюють стінку ригеля до опорно-кінцевий стійці:
,
Однак, тому приймаємо
Малюнок 8 - Конструкція прикріплення ригеля до ОКС