Проверка местной устойчивости стенки балки

Местная устойчивость балки проверяется в зависимости от отношения Проверка местной устойчивости стенки балки - №1 - открытая онлайн библиотека и напряженного состояния.

При Проверка местной устойчивости стенки балки - №2 - открытая онлайн библиотека , следовательно, стенка устойчива, но нужны промежуточные рёбра жёсткости.

Определяем расстояния между рёбрами жёсткости а, мм, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №3 - открытая онлайн библиотека мм ( 32 )

На всём пролёте балки устанавливаются парные рёбра жёсткости, расстояние а корректируется в зависимости от пролёта балки, n – количество рёбер в соответствии с рисунком 4.

Принимаем а=1 231мм.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №4 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 4 – Установка поперечных рёбер жёсткости

Определяем ширину ребра bp по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №5 - открытая онлайн библиотека мм ( 33 )

Определяем толщину ребра Sр, мм, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №6 - открытая онлайн библиотека мм ( 34 )

Толщину ребра SP по ГОСТ 82-70 принимаем равной 6 мм.

Ширину ребра bP по ГОСТ 82-70 принимаем равной 56 мм.

1.8 Расчёт опорных частей балок

При шарнирном опирании сварных балок на нижележащие конструкции передачу опорной реакции осуществляют через парные опорные ребра, приваренные к нижнему поясу балки, к стенке (двумя вертикальными швами) и к верхнему поясу в соответствии с рисунком 5.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №7 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 5 – Парные опорные рёбра

Размеры опорного ребра определяем из расчёта на смятие их торцов.

Площадь опорного ребра Аоп.р., см2, определяем по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №8 - открытая онлайн библиотека см2, ( 35 )

где Проверка местной устойчивости стенки балки - №9 - открытая онлайн библиотека – расчетная реакция опоры, кН;

Проверка местной устойчивости стенки балки - №10 - открытая онлайн библиотека – расчетное сопротивление на смятие торцевой поверхности ,кН;

Проверка местной устойчивости стенки балки - №10 - открытая онлайн библиотека = 35кН.

Принимаем толщину опорного ребра Sоп.р. = 18 мм = 1,8 см.

Ширина опорного ребра bоп.р., см, определяется по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №12 - открытая онлайн библиотека см ( 36 )

Наименьшая ширина опорного ребра принимается bоп.р .= 180 мм.

Чтобы ребро не потеряло местную устойчивость, необходимо проверить соотношение

Проверка местной устойчивости стенки балки - №13 - открытая онлайн библиотека , ( 37 )

Проверка местной устойчивости стенки балки - №14 - открытая онлайн библиотека

Проверка местной устойчивости стенки балки - №15 - открытая онлайн библиотека

После определения размеров ребра определяем катет сварного шва Кf, см, из условия прочности сварных швов, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №16 - открытая онлайн библиотека , ( 38 )

где n – число сварных швов;

n = 8.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №17 - открытая онлайн библиотека

Катет сварного шва Кf принимаем равным 0,8 см.

В сварных балках вся опорная реакция передаётся на ребро через вертикальные угловые швы.

Передачу опорной реакции можно осуществить и посредством диафрагмы с фрезерованным нижним торцом, приваренной к торцу балки в соответствии с рисунком 6.

Размеры диафрагмы определяем из расчёта на смятие её торца. Площадь диафрагмы Ад, см2, определяем по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №18 - открытая онлайн библиотека см2 ( 39 )

Зададимся толщиной диафрагмы Sд принимаем 18 мм=1,8 см.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №19 - открытая онлайн библиотека Рисунок 6 – Диафрагма как опорная часть балки

Определим ширину диафрагмы bд, см, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №20 - открытая онлайн библиотека см ( 40 )

Принимаем bд = 50 мм.

Определяем катет сварного шва Кf, см, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №21 - открытая онлайн библиотека

где n – число сварных швов;

n=4.

Катет сварного шва Кf принимаем равным 0,6 см.

1.9 Расчёт стыков балок

Расчёт стыков балок производится в соответствии с рисунком 7.

Стыки стенки и сжатого пояса делаем прямыми.

Стык растянутого пояса устраиваем прямым, т.к. напряжение в поясе не превышает расчётное сопротивление сварного соединения растяжению.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №22 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 7 – Стыки балок

Стык каждого элемента балки рассчитываются на усилие (момент), воспринимаемое этим элементом. Стык стенки рассчитывают на действия изгибающего момента и поперечной силы.

Определяем изгибающий момент, приходящийся на стенку Мст, кН×см,

по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №23 - открытая онлайн библиотека кН×см, ( 41 )

где МР – изгибающий момент, действующий в данном сечении ( в месте

расположения стыка), кН×см;

Iст – момент инерции всего сечения стенки, см4;

Iх – момент инерции всего сечения балки, см4.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №24 - открытая онлайн библиотека кН×см,

Проверка местной устойчивости стенки балки - №25 - открытая онлайн библиотека см4 ( 42 )

Определяем касательные напряжения в сварном стыковом шве tQw, кН/см2, от действия поперечной силы, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №26 - открытая онлайн библиотека , ( 43 )

где Проверка местной устойчивости стенки балки - №27 - открытая онлайн библиотека – поперечная сила, действующая в данном сечении, кН;

Sх – статический момент половины продольного сечения шва

относительно нейтральной оси, см3.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №28 - открытая онлайн библиотека кН,

Проверка местной устойчивости стенки балки - №29 - открытая онлайн библиотека см3 , ( 44 )

Проверка местной устойчивости стенки балки - №30 - открытая онлайн библиотека

Определяем нормативные напряжения в сварном шве σwМст, кН/см2, от изгибающего момента, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №31 - открытая онлайн библиотекакН/см2 ( 45 )

где Wст – момент сопротивления сечения стенки балки, см3.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №32 - открытая онлайн библиотека см3 ( 46 )

Кроме того, стыковой сварной шов стенки должен быть проверен на приведенные напряжения σwпр, кН/см2, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №33 - открытая онлайн библиотека , ( 47 )

Проверка местной устойчивости стенки балки - №34 - открытая онлайн библиотека кН/см2

Определяем усилие N, кН, воспринимаемое поясом, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №35 - открытая онлайн библиотека кН, ( 48 )

где hо – расстояние между центрами тяжести поясов, см, в соответствии

с рисунком 3.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №36 - открытая онлайн библиотека см

Тогда напряжение в растянутом поясе σwN, кН/см2, будет определено по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №37 - открытая онлайн библиотека , ( 49 )

где Аш – площадь поперечного сечения пояса, см

Проверка местной устойчивости стенки балки - №38 - открытая онлайн библиотека см2 ( 50 )

Проверка местной устойчивости стенки балки - №39 - открытая онлайн библиотека кН/см2

1.10 Расчёт массы балки

Определяем массу балки G, кг, по формуле

Проверка местной устойчивости стенки балки - №40 - открытая онлайн библиотека кг, ( 51 )

где Gп – масса пояса балки, г;

Gст – масса стенки балки, г.

Проверка местной устойчивости стенки балки - №41 - открытая онлайн библиотека г, ( 52 )

где l – пролёт балки, см;

γ – удельный вес металла, г/см3;

γ = 7,85 г/см3 .

Проверка местной устойчивости стенки балки - №42 - открытая онлайн библиотека г ( 53 )

Технологический раздел