РАСЧЁТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
1. Сбор нагрузок приведен в табл.3.
Таблица 3. Нагрузки на главную балку.
| Нагрузка | Нормативная | Коэф. надёжности | Расчётная | |
| кг/м 2 | гН/м 2 | гН/м 2 | ||
| Постоянная t = 1,1см | 109,9 | 10,99 | 1,05 | 11,54 |
| Вт. балка (факт. I60Ш2) | 176,9 | 17,69 | 1,05 | 18,6 |
| Временная | 1,2 | |||
| 4286,8 | 428,68 | 510,14 |
2. Сечение главной балки формируем из двух поясов из листов,
соединённых друг с другом стенкой из листа. Затем и проверяем её прочность и устойчивость.
Расчётная схема главной балки показана на рис. 4
Рис. 4. Расчётная схема шарнирно-опёртой главной балки
3. Линейная нагрузка гН/м на единицу длины главной балки
ü расчётная: q =510,14·12,5=6376,75 гН/м;
ü нормативная: q н=428,68·12,5=5358,5 гН/м.
4. Для главной балки принимаем малоуглеродистую сталь спокойной плавкимарки В Ст3сп5 (ГОСТ 27772-88) (Rу =230 МПа).
5. Расчётный изгибающий момент
гН·м;
поперечная сила 
гН;
нормативный изгибающий момент
гН·м.
Последовательность расчета поперечного сечения двутавровой сварной балки.
1. Из условия прочности на изгиб находим момент сопротивления
2. Определяем площадь сечения стенки t ст. из условия прочности на
срез
тогда минимальная толщина стенки при гибкости 
=120…130, принимаем 
=130, чтобы стенка была не слишком гибкой, тем самым исключить применение большого количества рёбер жесткости.
3. Находим толщину стенки в зависимости от момента сопротивления
при заданной гибкости Þ
назначаем толщину стенки кратно 0,2 см Þ t =2,2 
.
4. Требуемая площадь сечения балки должна быть не менее
5. Площадь сечения стенки (50%) – 
, тогда
Þ оптимальная высота 
назначаем высоту стенки h ст кратно 5 смÞ h ст=265 см,
а высоту сечения балки Þ 
6. Площадь каждого пояса (25%) равна 
При t п=3,2см его ширина
см, принимаем: Þ b п= 90 см.
Отношение ширины пояса bпк его толщине tп для малоуглеродистой стали должно быть не более 30.
Принимаем tп =3,2 см, тогда 90/3,2=28,3 см < 30 см.
7. Фактическая площадь сечения двух поясов и стенки
8. Суммарная площадь всего сечения
.
9. Находим главный момент инерции и момент сопротивления сечения
10. Момент сопротивления балки
.
а) б)
Рис. 5. Сечение сварной главной балки из трёх листов.
11. Проверяем прочность при изгибе главной балки в середине её
пролёта:
, 
прочность сечения главной балки при действии максимального изгибающего момента обеспечена.
12. Статический момент половины сечения балки равен:
тогда максимальные сдвигающие напряжения по нейтральной оси стенки 
прочность на срез обеспечена.
13. Поверка прочности шва, соединяющего пояс со стенкой, на срез.
Шов выполнен с полным проваром.
Статический момент полки: 
где а – расстояние от главной оси Х до центра тяжести пояса.
Величина сдвигающих напряжений в сварном шве в зоне сплавления 
прочность на срез обеспечена.
Относительный прогиб сварной двутавровой балки из листов 
жёсткость достаточна, так как относительный прогиб меньше величины ограничиваемой нормами СНиП «Нагрузки и воздействия».
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
(замена поясов балки из сварных листов на пояса из тавров).
1. Назначаем площадь сечения каждого из тавров:
см2
принимаем два симметричных тавра 20КТ12 (ТУ Н-2-24-72):
ü габариты h ´ b = 24,01´42,67 см;
ü масса m = 256 кг/м;
ü площадь сечения каждого тавра A Т = 326 см2 ;
ü момент инерции J x =10300 см4; z0 =5,51 см;
ü толщина стенки тавра d =3,75 см;
ü толщина полки тавра t = 6,0 см.
ü расстояние от центра тяжести тавра до главной оси
=24,01-5,51 = 18,5 см;
2. Определяем площадь сечения вставки из листа при 
= 101476,5 см3
1159 - 2·326=507 см2
3. Вычисляем высоту вставки из листа, заменяя двутавр с поясами из листов на двутавр с поясами из тавров при 
= 101476,5 см3
получили высоту вставки 
= 235 см и высоту сечения балки
H = h вст+ 2 h Т; H = 235 + 2·24,01 =283,02 см.
4. Вычисляем главный момент инерции двутавра с поясам из тавров:
=14413284,3 см4 > 13770354,66см4
и момент сопротивления балки:
= 101853,21> 
=101476,5 см3.
Сравнение показывает, что замена двутавра с поясами из листов на двутавр с поясами из тавров выполнена точно. Следовательно, прочность при изгибе нового двутавра с поясами из тавров достаточна и относительная жёсткость его также достаточна. Повторная проверка не требуется.
По приведённому алгоритму разработана программа автоматического расчёта двутавровой балки.
Рис. 6. Сечение главной балки из тавров.
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
(замена поясов балки из листов на пояса из уголков (4 шт.)).
В состав пояса входят поясные уголки, которые примем равнополочными. Калибр уголков (ширина их полок bуг) устанавливают в зависимости от мощности балки и способа передачи нагрузки на нее.
Толщину поясных уголков удобно принимать равной толщине стенки tуг=tст, так как это облегчает устройство монтажных стыков.
При наличии в составе сечения балки горизонтальных листов, необходимо, чтобы поясные уголки обеспечивали надежную передачу усилий пояса на стенку. Для этого площадь сечения двух уголков пояса рекомендуется принимать не менее 30% всей площади сечения пояса.
1. 
Аст=583см2;
2. 2Ап=576 см2;
3. 
см4;
4. Wx=101476 см3;
Рис. 7. Сечение сварной главной балки из трёх листов.
Каждый из поясов заменяем двумя уголками 2L250*30 (АL=223 см2;
см4; zo=6,07 см) ГОСТ 8509-86.
1. Находим высоту сечения новой балки из уравнения
