Металлические конструкции балочная клетка (стр. 2 из 4)

где

см.

Принимаем пояса из универсальной стали 360х10 мм (по ГОСТ 82-70 с изм.), для которой

находится в пределах рекомендуемого отношения. Уточняем принятый ранее коэффициент учета пластической работы с₁исходя из отношения :

см²;

см²;

По приложению №8 принимаем с = 1,06.

Проверяем принятую ширину (свес) поясов, исходя из их местной устойчивости:

Проверяем несущую способность балки, исходя из устойчивости стенки в области пластических деформаций балки в месте действия максимального момента, где Q и σ=0:

где

Подобранное сечение балки проверяем на прочность. Для этого определяем момент инерции и момент сопротивления балки:

см⁴

см³

Наибольшее нормальное напряжение в балке:

Недонапряжение составляет:

Подобранное сечение балки удовлетворяет проверке прочности и имеет недонаприяжение 5%.

Расчет изменения сечения сварной балки по длине

Рис. 2.

а) место изменения сечения; б) проверка приведенных напряжений.

Место изменения сечения принимаем на расстоянии 1/5 пролета от опоры. Сечение изменяем уменьшением ширины поясов. Разные сечения поясов соединяем сварным швом встык электродами Э42 без применения физических методов контроля, т.е. для растянутого пояса

. Определяем расчетный момент и перерезывающую силу в сечении:

м;

Подбор измененного сечения ведем по упругой стадии работы материала. Определяем требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение:

см³

см⁴

Определяем требуемый момент инерции поясов:

см⁴

Требуемая площадь сечения поясов:

см²

Принимаем пояс 360х8 мм,

см². Принятый пояс удовлетворяет рекомендациям , , и . Определяем момент инерции и момент сопротивления уменьшенного сечения:

см⁴

см³

Максимальное напряжение в уменьшенном сечении:

Проверка прочности, общей устойчивости и прогиба сварной балки

Проверка прочности балки

Проверяем максимальные нормальные напряжения в поясах в середине балки:

Проверяем максимальное касательное напряжение в стенке на опоре балки:

где статический момент полусечения балки

см³

Ввиду наличия местных напряжений, действующих на стенку балки, надо проверять совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений на уровне поясного шва (см. рис.2)под балкой настила, по уменьшенному сечению вблизи места изменения сечения пояса. Так как под ближайшей балкой настила будет стоять ребро жесткости (см. рис.4), которое воспримет давление балок настила, и передачи давления на стенку в этом месте не будет, поэтому проверяем приведенные напряжения в сечении 1–1 — месте изменения сечения балки (где они будут максимальны):

см³

Проверки показали, что прочность балки обеспечена.

Проверка общей устойчивости балки

Проверяем общую устойчивость балки в месте действия максимальных нормальных напряжений, принимая за расчетный пролет l₀ — расстояние между балками настила.

В середине пролета балки, где учтены пластические деформации,

и ;

где

, так как и .

В месте уменьшенного сечения балки (балка работает упруго и

)

Обе проверки показали, что общая устойчивость балки обеспечена.

Проверка прогиба(второе предельное состояние) балки может не производиться, так как принятая высота балки больше минимальной h = 11 0 см >h_min=98,9 см.

Соединение поясов балки со стенкой

Рассчитаем поясные швы сварной балки. Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняем двусторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св—0,8 А. Определим толщину шва в сечении

под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна.

По прил. 2 определяем

и по прил. 1 – , по табл. 34* СНиП II-23-81* определяем . Далее определяем более опасное сечение шва.

см³

Принимаем по табл. 38* СНиП II-23-81* минимально допустимый при толщине пояса

мм шов мм, что больше получившегося по расчету .