4.8 Визначення напружень у перерізі біля опори

Переріз головної балки біля опори розраховується за дотичними напруженнями, які виникають від дії поперечної перерізуючої сили та скручуючого моменту.

Максимальна поперечна перерізувальна сила у небезпечному перерізі виникає тоді, коли візок з вантажем знаходиться у крайньому положенні біля опори.

Максимальні дотичні напруження у небезпечному перерізі при комбінації навантажень Б:

де 1080 кгс/см² (стор. 13).

- максимальна поперечна перерізувальна сила у вертикальній площині ( = 149208,1, кгс, табл. 4.1);

- ( = =8287,92, кгс, табл. 4.1);

B = 100 см (стор. 22)

- дотичні напруження в опорному перерізі від дії крутного моменту, який спиймається двома кінцевими балками. Визначається за формулою [8]:

де - полярний момент інерції перерізу Для балки коробчастого профілю визначається за формулою [9]:

,

де F – площа прямокутника, який обмежено осями, що проходять крізь середини стінок і поясів.

де k = 2 см (див. стор. 28).

Умова виконується, міцність білки забезпечується.

4.9 Визначення прогину балки

Прогин балки у небезпечному перерізі від ваги візка з номінальним вантажем визначається за формулою[8]:

де

Q = 160000 кгс (за завданням);

Е = 2,1 кгс/ (див. стор. 23);

L = 1050 см (за завданням);

(див. стор. 24)

Умова виконується, жорсткість балки забезпечується.

4.10 Перевірка загальної стійкості балки

При забезпеченні загальної стійкості балки можуть виявитися нестійкими стінка або стиснений пояс, ща приведе до втрати місцевої стійкості. При цьому вертикальна стінка у результаті деформації виходить із площини балки, а пояс деформується у площинах балки.

На ділянках, які примикають до опор, вертикальна стінка сприймає, головним чином, дотичні напруження τ, а на ділянці на середині прольоту – нормальні напруження σ. На відстані приблизно однієї чверті від опори балка сприймає одночасно нормальні і дотичні напруження [18].

Тому перевірка місцевої стійкості стінок виконується для трьох відсіків, які розташовані у середині, на відстані 1/4 прольоту і в опорному відсіках. Відсіком називається частина балки, яка замкнена між діафрагмами.

Для забезпечення місцевої стійкості стінки балок укріплюються ребрами жорсткості, при цьому необхідно прагнути до того, щоб місцева стійкість задовольнялась при мінімальній кількості ребер.

При проектуванні балок виконується декілька перевірок на місцеву стійкість.

Місцева стійкість стінок балки може бути забезпечена шляхом встановлення великих діафрагм 2 (рис. 4.4), відстань між якими, не повинна перевищувати [18]:

(див. стор. 23);

.

А це означає, що відстань не повинна перевищувати 276,8 см. Приймаємо

Визначимо кількість діафрагм з урахуванням що їх необхідно розставити по довжині балки так, щоб місце встановлення діафрагми не співпало з перерізом, у якому діє максимальний згинальний момент (рис. 4.4).

де L = 1050 см (за завданням).

При цьому довжина опорних відсіків може бути менша або дорівнювати (рис. 4.4).

1 – основне поперечне ребро (велика діафрагма); 2 – основне продольне ребро верхнє;

0-0-V-V – перетини в яких визначені (табл. 4.1);

Рисунок 4.4 – Розташування ребер жорсткості у головній балці

4.11.1 Перевірка місцевої стійкості1/2 довжини опорного відсіку

Перевірка місцевої стійкості симетричних перерізів з великими діафрагмами для опорного відсіку виконується за формулою [18]:

,

де σ – краєві напруження, для опорного відсіку визначаються за формулою:

де - момент, який сприймається стінками у середньому перерізі опорного відсіку, кгс*см, визначається за формулою:

де - згинальний момент для середнього перерізу опорного відсіку,

- момент інерції перерізу стінок у середньому перерізі опорного відсіку, визначається за формулою:

де

;

(рис. 4.5):

,

(див. стор. 28);

(див. стор. 23);

Рисунок 4.5 – Схема геометричних характеристик середнього перерізу опорного відсіку

- момент інерції середнього перерізу опорного відсіку,

,

де B = 100 см (стор. 22).

Місцеві напруження стиснення, під зосередженим вантажем у балках коробчастого перерізу, якщо рельс не розташований над стінкою, приймається

Дотичні напруження τ, , визначається за формулою:

де

де

,

(див. стор. 23);

Критичні дотичні напруження , визначаються за формулою:

,

де μ – відношення більшої сторони відсіку до меншої (між , см (рис. 4.4).

,

d – менша сторона відсіку (висота

Коефіцієнт умов роботи m для головної балки приймається у межах [14]: m = 0,8 – 1,1. Приймаємо m = 1,1

Отже, балка на відстані 1/2 опорного відсіку зберігає свою стійкість.