2.1.3. Изменение сечения по длине балки.

В целях экономии стали, в соответствии с эпюрой изгибающих моментов, произведём изменение сечения главной балки за счёт изменения ширины поясов. Оптимальное место изменения сечения поясов однопролётной сварной балки при равномерной нагрузке находится на расстоянии примерно 1/6 пролёта балки от опоры. Сечение балки изменяем на расстоянии от опоры (рисунок 2.4., 2.5.).

Изгибающий момент в месте изменения сечения:

Поперечная сила в месте изменения сечения:

Рисунок 2.4. Расчётная схема.

Рисунок 2.5. Изменение ширины пояса по длине балки.

Рисунок 2.6. Изменённое сечение балки

Требуемый момент сопротивления изменённого сечения при выполнении стыка полуавтоматической сваркой:

, где

— расчётное сопротивление сварных стыков швов на растяжение;

— коэффициент условия работы.

Найдём требуемый момент инерции сечения:

Зная, что: и найдём требуемую площадь пояса балки:

, где

h_F1 — расстояние между центрами тяжести полочек

Ширина полки будет равна:

Поскольку ширина изменённого сечения пояса балки:

то по сортаменту на листовую сталь принимаем ширину полки .

Изменённое сечение показано на рис. 2.6.

Найдём геометрические характеристики изменённого сечения балки:

Момент инерции сечения:

Момент сопротивления сечения:

Статический момент полусечения:

Произведем проверку принятого сечения:

Нормальные напряжения в сварном шве и месте изменения сечения:

Наибольшие касательные напряжения у нейтральной оси сечения на опоре балки:

,

Проверяем приведённые напряжения от совместного действия нормальных и касательных напряжений на границе стенки в месте изменения сечения (примыкание балок настила в один уровень):

2.2. Расчёт местной устойчивости стенки балки.

Местная устойчивость стенки балки зависит от характера её напряжённого состояния, вида нагрузки и условной гибкости стенки:

При необходима проверка местной устойчивости стенки, с установкой поперечных рёбер жёсткости. Принимаем расстоянием между рёбрами жесткости равным см , мм.

Рисунок 2.7. Схема расстановки поперечных рёбер жёсткости.

Ширина выступающей части ребра:

Толщина ребра:

По сортаменту на листовую сталь принимаем полосу шириной и толщиной

Местную устойчивость стенки балки проверяем в первом отсеке балки в месте изменения сечения (рисунок 2.7. ) по формуле:

, где

— краевое сжимающее напряжение у расчётной границы отсека (М — средний изгибающий момент в отсеке; y = 0,5h_w;

I_x = см⁴ (см. пункт 2.1.3));

, где

М₁ — изгибающий момент на расстоянии х₁ = 2200 –1090 = 1010 мм от начала балки;

М₂ — изгибающий момент в месте изменения сечения мм, от начала балки;

М₃ — изгибающий момент на расстоянии х₃ = 2200 мм от начала балки (см. рис. 14);

— касательные напряжения, вычисленные по среднему значению поперечной силы.

, где

Q₁ — поперечная сила на расстоянии х_1, от начала балки;

Q₂ — поперечная сила на расстоянии х₂, от начала балки;

Q₃ — поперечная сила на расстоянии х_3, от начала балки (см. рис. 14);

Так как (примыкание балок настила к главной балки в одном уровне) и , то:

, где выбирается по таблице СНиП в зависимости от

, где

— отношение большей стороны пластинки к меньшей