На главную балку опирается 8 балок настила (более 6), нагрузку от них следует рассматривать в виде равномерно распределенной.
Рис 3.1.1. Расчетная схема главной балки
Погонная нормативная нагрузка на главную балку:
.
Погонная расчетная нагрузка на главную балку:
.
Максимальный изгибающий момент и максимальная поперечная сила в сечении главной балки:
;
.
Главную балку рассчитывают с учётом развития пластических деформаций. Требуемый момент сопротивления поперечного сечения:
где Ry = 230 МПа – для листового проката стали С255 при t = 20¸40 мм.
Устанавливаем высоту главной балки исходя из трёх условий:
1. наименьшего расхода металла – hопт
,
где k = 1,15 – для сварных балок переменного по длине сечения,
t’w – ориентировочная толщина стенки, определяемая по эмпирической формуле
где h’ ≈ (1/8¸1/12)хL, принимаем h’ = L/10 = 2000/10 = 200 см.
2. требуемой жёсткости балки - hmin
Ограничения строительной высоты конструкции перекрытия hстр = 2,6 м.
- при поэтажном сопряжении
hстрб = hстр - tнаст - hб.наст = 260 - 55 - 12 = 193 см.
- при сопряжении в одном уровне
hстрб = hстр - tнаст = 260 + 12 = 248 см.
Принимаем h = 190 см (поэтажное сопряжение).
Рис.3.1.2 Сопряжение балки настила и главной балки поэтажное
Устанавливаем толщину стенки из двух условий:
1. прочности на срез
,
где hw = h - 2tf = 190 – 2*2,5 = 185 cм,
Rs – расчётное сопротивление стали сдвигу (Rs = 0,58Ry).
2. местной устойчивости без укрепления продольными рёбрами
Принимаем окончательно толщину стенки в соответствии с сортаментом прокатной толстолистовой стали, cтр.594 [3], tω = 14 мм.
Размеры поясных листов определяем исходя из необходимой несущей способности балки.
Требуемый момент инерции сечения балки:
Требуемый момент инерции поясных листов:
Требуемая площадь сечения одного пояса:
По сортаменту широкополосной универсальной стали предварительно назначаем толщину tf = 2,5 см, ширину bf = 85 cм.
Проверяем назначенные размеры из условия обеспечения местной устойчивости:
, но не более 
,
где bef – расчётная ширина свеса сжатого пояса.
и неболее 
Условие местной устойчивости полки не выполняется, принимаем tf = 2,8 см, ширину bf = 80 cм
условие выполняется.
Принимаем: tf = 2,8 см, ширину bf = 80 cм
Рис.3.1.3 Главная балка
Определение фактических характеристик скомпонованного сечения
Фактический момент инерции сечения:
Фактический момент сопротивления сечения:
Проверяем несущую способность балки исходя из устойчивости стенки в области пластических деформаций в месте действия максимального изгибающего момента. В балках симметричного сечения, работающих с учётом развития пластических деформаций, при отсутствии местного напряжения проверка выполняется по формуле:
где
где λw – условная гибкость стенки,
τ = 0 – среднее касательное напряжение в стенке в месте проверки балки.
условие выполняется.
Подобранное сечение балки проверяем на прочность по нормальным напряжениям:
Находим недонапряжение
