Изменение сечения по длине главной балки.

В главных балках для уменьшения расхода металла сечения поясов рекомендуется принимать не одинаковыми по длине пролёта, а в соответствии с изменением эпюры изгибающих моментов. Учитывая увеличение трудоёмкости изготовления, рекомендуется уменьшать сечение поясов в балках пролётом 10-12м и более.

Рис.12.4. Изменение ширины поясов главных балок.

Р ис.12.5. Схемы для определения длины распределения

нагрузки на балку.

а-сварную; б-прокатную

При равномерной нагрузке наиболее выгодное место изменения сечения поясов в однопролётной балке находится на расстоянии примерно 1/6 пролёта балки от опоры. Наиболее простым способом изменения сечения поясов является изменение ширины пояса (рис. 8.), так как при этом не изменяется высота балки и верхний пояс остаётся гладким.

Расчётный момент и поперечную силу в сечении на расстоянии x=L/6 от опоры определяют по формуле:

M_x=qx(L-x)/2; Q_x=q(L/2-x)

В балках переменного сечения развитие пластических деформаций следует учитывать только в одном сечении с наиболее неблагоприятным сочетанием M и Q, в остальных сечениях развитие пластических деформаций не допускается.

По моменту М_х определяют необходимый момент сопротивления сечения балки исходя из упругой работы материала и подбирают новое сечение поясов.

,

где R_wy=0.85R_y - расчётное сопротивление растяжению прямого стыкового шва по пределу текучести.

Уменьшенная ширина поясов должна отвечать следующим условиям:

b₁1/10h; b₁180мм; b₁0.5b

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то следует принимать ширину пояса b₁ равной большей из указанных величин, определить W_х.тр, затем вычислить расстояние х от опоры до теоретического места изменения сечения. Изменение ширины пояса по длине производят плавно. Для этого у более широкого места устраивают скос с уклоном не более 1:5 (см. рис.8). Уменьшенное сечение балки проверяют на прочность и устойчивость. В разрезных балках пролётом до 36м принимается одно изменение сечения пояса.

Расчёт соединения поясов со стенкой.

Касательные напряжения  стремятся сдвинуть полки изгибаемой балки относительно стенки. Этому сдвигу препятствуют поясные швы.

В сварных балках сдвигающее усилие Т, приходящееся на 1 см длинны балки, определяется через касательные напряжения

Т=t_w=QS_f/J ,

где S_f - статический момент пояса (сдвигаемого по стыку со стенкой) относительно нейтральной оси:

S_f=A_f(h₀/2);

J - момент инерции сечения балки;

Q - расчётная поперечная сила.

Сдвигающая сила Т воспринимается швами. Минимальная толщина этих швов при длине l_w=1см будет :

,где (R_w)_min - меньшее из произведений коэффициента глубины проплавления (_f или _z) на расчётное сопротивление, принимаемое по условному срезу металла шва (R_wf_wf) или по срезу металла на границе сплавления шва (R_wz_wz);

n=1 при односторонних швах;

n=2 при двусторонних швах.

В балках, работающих с учётом пластических деформаций, применение односторонних поясных швов не допускается.Толщину шва k_f назначают согласовывая с табл.38 [3].