2.2 Проверка общей устойчивости балки

Рисунок 8 – Изменение сечения главной балки по длине

Соединение поясов в зоне изменения сечения выполняем стыковым сварным швом с выводом на планки с физическим контролем качества сварного шва.

Расчетное сопротивление стыкового шва R_wy=R_y=23кН/см². Максимальный изгибающий момент, который может быть воспринят уменьшенным сечением балки в зоне сварного шва:

; .

=1892890,324 см⁴

Изгибающий момент в произвольном сечении на расстоянии Х от опоры

; Расстояние до места изменения сечения балки определяем из уравнения:

;

;

;

Принимаю ,

2.3 Проверка общей устойчивости главной балки

Предварительно определяю необходимость проверки общей устойчивости в двух сечениях главной балки: в середине пролёта и на опоре.

В середине пролёта балки рассчитанной с учетом ограниченного развития пластических деформаций, общую устойчивость проверять не требуется при выполнении следующего условия:

Наибольшее значение , при котором не требуется расчет на устойчивость, определяется по формуле 37 /2/.

На опоре должно выполниться условие:

Наибольшее значение , при котором не требуется расчет на устойчивость, определяется по формуле 37 /2/ .

2.4 Проверка прочности принятого сечения балки по касательным и приведенным напряжениям.

Для выполнения проверки прочности стенки по приведенным напряжениям выполняю расстановку ребер жесткости. Длина зоны использования пластических деформаций главной балки.

Внутри этой области ребра жесткости ставятся под каждой балкой, то есть локальная нагрузка исключается. Так как под ближайшей к месту изменения сечения балкой настила есть ребро жесткости, проверку прочности стенки выполняю без учета действия локальных напряжений.

Рисунок 9 – К расчету стенки главной балки

Проверку прочности опорного сечения главной балки по касательным напряжениям выполняем по формуле 29 СНИП.

;

Прочность балки по касательным напряжениям обеспечена.

Определяю положение расчетного сечения для проверки прочности стенки по приведённым напряжениям.

х₁=3,9м.

2.5 Проверка местной устойчивости стенки главной балки в упругой области

Проверка местной устойчивости осуществляю для отсека с местом изменения сечения балки в следующих расчетных сечениях:

Проверка выполняется по формуле 79 СНИП.

Проверяем сечение на расстоянии Х3=4,76

;

Определяем параметр , учитывающий упругое защемление стенки поясами балки.

; с1=39,5

Проверяем сечение на расстоянии Х4=6,664

Местная устойчивость стенки главной балки обеспечена.

2.6 Расчёт поясных соединений главной балки

Соединение полок балок со стенкой выполняется с помощью двухсторонних угловых сварных швов автоматической сваркой в положении «в лодочку».

Выбираю сварочные материалы. Марка сварной проволоки Св-08ГА. ; ;

; по таблице 51^* /2/ нахожу ;

По таблице 38^* /2/ нахожу

По таблице 34^* /2/ нахожу , .

;

Для выбора сечении сварного шва сравним произведения:

Расчетным сечением является по металлу границы сплавления

Окончательно принимаю

2.7 Расчёт укрупнительного стыка главной балки на высокопрочных болтах с контролируемым усилием натяжения

Первоначально принимаю болты из стали марки 40Х «селект» диаметром 20мм, по таблице 61^* /2/ нахожу , по таблице 62^* нахожу .

Способ обработки поверхностей в стыке – газопламенный, способ регулирования натяжения болтов – по углу поворота гайки, по таблице 36^* нахожу ; .

Расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта определяется по формуле 3 /2/: .

Расчётное усилие, которое может быть воспринято одной плоскостью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяю по формуле 131^* /2/.

.

Определим местоположение укрупнительного стыка.

Так как в середине пролета нет ребра жесткости, то стык размещаю по середине главной балки между двумя рёбрами жёсткости. Расстояние от левой опоры до места стыка .

Определю усилия действующие в расчетном сечении:

Распределяю изгибающий момент между стенкой и поясами балки.

Момент приходящийся на пояса балки:

Определяю продольное усилие, возникающее в поясах балки:

Количество высокопрочных болтов определяется по формуле 132^* /2/:

Окончательно принимаю 16 болтов d=20мм.

Рисунок 10 – Монтажный стык поясов главной балки на высокопрочных болтах

Проектируем стык поясов. Стык перекрываем 1-ой верхней накладкой шириной и двумя нижними полунакладками шириной .

Определим ширину нижних полунакладок:

Рисунок 11 – Сечение главной балки по стыку

Толщину накладок предварительно определяем из условия:

, принимаю .

Размещаю болты в соответствии с рекомендациями таблицы 39 /2/ как показано на рисунке 10.

Проверяю ослабление поясов отверстиями по краю стыка.

Площадь ослабленного сечения пояса:

Условие не выполняется, следовательно, добавляем два болта.

Проверяю ослабление накладок отверстиями в середине стыков соответствии с пунктом 11.14 /2/:

Увеличиваем . =1,6

Проектируем стык стенки:

Рисунок 12 – Монтажный стык стенок главной балки на высокопрочных болтах

Число шагов – 22.

Принимаю шаг горизонтальных рядов болтов 80 мм. Определяю усилие в стенке:

.