Расчет и конструирование балочной клетки (стр. 4 из 7)
Условия выполняются, следовательно, прочность балки по нормальным и касательным напряжениям обеспечена.
Для стенки балки должно выполняться условие
Где σ – нормальное напряжение в серединной плоскости стенки;
τ – касательное напряжение, воспринимаемое стенкой.
Условие выполняется, следовательно, прочность балки обеспечена.
2.4 Проверка общей устойчивости
Проверку общей устойчивости можно не проводить при
и 
при соблюдении условия 
Где l0 – расстояние между осями балок настила, h0 – расстояние между осями поясных листов,
так как τ=0 и с1=с.В измененном сечении
δ=1 так как балка работает упруго.
Условия соблюдаются, поэтому проверку не проводим.
2.5 Проверка местной устойчивости стенки
Проверка и обеспечение местной устойчивости стенки главной балки выполняется в зависимости от значения условной гибкости стенки, которая определяется по следующей формуле
балка настил стенка сечение расчет
Значение условной гибкости стенки превышает 3.2, поэтому следует укреплять ее поперечными ребрами жесткости. Расстояние между основными поперечными ребрами жесткости при
а≤2∙hw=2∙180=360 см
Таким образом можно расположить поперечные ребра жесткости под каждой балкой настила, которые будут на них опираться.
Местную устойчивость стенки проверяем на расстоянии а1= 1м/2=0.5 м. Определяем усилия в данном сечении
Расчет на устойчивость стенок балкок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения σloc=0 и условной гибкости стенки
следует выполнять по формуле 
Где σ и τ – фактические значения нормального и касательного напряжения;
σкр и τкр – критические значения нормального и касательного напряжения.
Где μ – отношение большей стороны пластинки к меньшей.
сcr принимается по табл. 21 СНиП ∥-23-81* «Стальные конструкции» в зависимости от значения коэффициента δ, рассчитываемого по формуле
Где β – коэффициент (по табл. 22 СНиП ∥-23-81* «Стальные конструкции»)
При δ=0.49, сcr=30
Условие соблюдается.
Местную устойчивость стенки проверяем на расстоянии а2= 1м+hw/2=1.9 м. Определяем усилия в данном сечении
сcr принимается по табл. 21 СНиП ∥-23-81* «Стальные конструкции» в зависимости от значения коэффициента δ, рассчитываемого по формуле
При δ=0.49, сcr=30
Условие соблюдается.
2.6 Размеры ребер жесткости
Укрепляем стенку парными симметричными ребрами. Ширина выступающей части ребра
Толщина ребра
Принимаем th=8 мм.
2.7 Расчет поясных швов
Соединение поясных листов главной балки со стенкой осуществляется поясными швами. При изгибе балки это соединение предотвращает сдвиг поясов относительно стенки балки, который имел бы место при раздельной самостоятельной работе элементов балки на изгиб. Расчет соединений ведется на силу сдвига пояса относительно стенки. В сварных балках сдвигающая сила Т, приходящаяся на 1 см длины балки, определяется через касательные напряжения
Где Sf1 – статический момент пояса относительно нейтральной оси.
Сварные швы, соединяющие стенки и пояса составных двутавров балок, следует рассчитывать согласно табл. 37 СНиП ∥-23-81* «Стальные конструкции». В случае неподвижной нагрузки двусторонние угловые швы рассчитываются по формулам
Где γwf и γwz – коэффициенты условий работы шва равные 1;
bf и bz – коэффициенты глубины проплавления угловых швов, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см2) – по табл. 34 СНиП ∥-23-81* «Стальные конструкции»;
Rwf и Rwz – расчетное сопротивление по условному срезу шва и по срезу металла на границе сплавления шва (табл. Г2 СП 53-102-2004»)
Отсюда получим:
- Высота катета шва из условия прочности металла шва
Высота катета шва из условия прочности металла на границе сплавления
В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 38 СНиП ∥-23-81* «Стальные конструкции», поэтому принимаем значение кf=6 мм как минимально допустимое при толщине пояса tf=17-22 мм, что больше получившегося по расчету кf=1.8 мм.
2.8 Расчет опорного ребра
При высоте выступающей части опорного ребра а≤1.5t напряжение в нижних торцах при действии опорной реакции не должно превышать расчетного сопротивления смятию.
Где Run – нормативное сопротивление;
γm – коэффициент надежности по материалу.
Из условия смятия определяется необходимая площадь поперечного сечения опорного ребра. Принимаем а≤1.5∙t=1.5∙1.6=2.4 см. Принимаем а=2 см. Требуемая площадь поперечного сечения опорного ребра равна
Принимаем ребро 250*16 мм. А=25∙1.6=40 см2˃Атр=39.2 см2.
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
Где φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл. 72 СНиП ∥-23-81* «Стальные конструкции», в зависимости от гибкости λ.
Где lef – расчетная длина стойки;
Ix – радиус инерции сечения.
Геометрические характеристики сечения, рассчитываемого на продольный изгиб, определяются для полосы стенки шириной
Определим геометрические характеристики сечения:
Рис. 6
