Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балки Требуется проверить местную устойчивость сжатого пояса и стенки сварной балки.

Проверка устойчивости сжатого пояса производится в месте максимальных напряжений в нём - в середине пролёта балки, где возможны пластические деформации. Рассчитываем

h_o / t_cт= 185/1,2= 155>2,7 = 80,8;

b_св / t_n= 75-1,2 / 2*2= 14,4<0,ll*h_o / t_ct= 0,11*185 / 1,2= 14,5<0,5 = 15.

Проверка показала, что местная устойчивость пояса обеспечена.

Проверяем устойчивость стенки.

Первоначально определяем необходимость постановки рёбер жёсткости:

λ_ст= (h_ct / t_ct) = (116-1,2) = 3,23>2,2

т.е. вертикальные рёбра жёсткости необходимы. Кроме того, в зоне учёта пластических деформаций необходима постановка рёбер жёсткости под каждой балкой настила, так как местные напряжения в стенке в этой зоне недопустимы. Определяем длину зоны использования пластических деформаций в стенке:

= = 1500 =366 см

Расстановку рёбер жёсткости принимаем по рис.6. Расчёт λ_ст= 300>2 показал, что проверку устойчивости стенки следует производить.

Проверяем отсек «а». Определяем средние значения М и Q в сечении 2-2 на расстоянии 154 см от опоры (под балкой настила), что почти совпадает с рекомендацией расстояния в h_o/2 от края отсека:

М₂= [qx(l-x)]/2= [304*3(15-3)] / 2= 5400 кН*м = 5400000 кН*см;

Q₂= q(l / 2 - х)= 304(15/2 -3)= 13600 кН

Определяем действующие напряжения

= М₂*b_ст/ Wh= 5400000*183/ 61460*187= 10 кН/см²;

τ=Q₂/h_ct*t_ct= 360 / 183*1,2= 6,1 кН/см²;

Определяем критические напряжения.

τ_кр= 10,3(l+(0.76/µ²)^Rcpλ²_усл= 10,3(1+0,76 / 1.6²)13,5 / 3.23²= 55 кН/см²

где h_o=h_CT; λ_усл=λ_ст=300;

µ= a/h_o=300 / 183= 1.6;

Rc_P= 13,5кН/см²

Размеры отсека

a/h_o=µ=0,44.

Определяем

δ= (βb_n / h_o)*(t_n / t_CT)³= (0,8*75/ 183)*(2/1,2)³= 0,9

_кр=C_крR/ λ_ст²= 30,75*23/3.23²= 67,8 кН/см²

Определяем _м.кр, подставляя в неё из табл. 7.5 значение а/2 вместо а

_м.кр=с₁R /λ_a²= 14,8*23 / 4,17²= 20 кН/см²

λ_a= (а / 2t_ст) = (300 / 2*1,2) = 4,17;

= = 0,91<у=1. Проверка показала, что устойчивость стенки обеспечена и постановка рёбер жёсткости на расстоянии а= 300 см возможна.

Соединение поясов балки со стенкой

Требуется рассчитать поясные швы сварной балки. Так как балка работает с учётом пластических деформаций, то швы выполняем двусторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св-0,8А. Определяем толщину шва в сечении х=3 м, под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна.

к_ш=[1 /n(βR^св_у)_min] = (1 / 2*18,97)* = 0.46 см. По табл. 5.1 = 180 МПа= 18 кН/см², а по прил. 4 = 165 МПа= 16,5 кН/см².

По табл. 5.3 определяем β_ш= 1,1, β_с= 1,15. Далее определяем более опасное сечение шва.

β_ш = 1,1*18= 19,8 кН/см²>β_с = 1,15*16,5= 18,97 кН/см ²

48*2*185/2=8880 cm³

Принимаем по табл. 5.4 минимально допустимый при толщине пояса t_n=20 мм шов к_ш=7 мм,.

Монтажный стык сварной балки принимается сварным.

Расчёт опорного ребра

Требуется рассчитать опорное ребро сварной балки. Опорная реакция балки F= 2280кН. Определяем площадь смятия торца ребра по формуле:

А_р= F / R_cm.t= 2280/ 35,5= 64 см²

Где R_cm.t— расчётное сопротивление смятию торцевой поверхности, (прил.4 Rcm.t= 355 МПа= 35,5 кН/см².

Принимаем ребро 550х12 мм, Ар=55*1,2=66 см²>64 см².

Проверяем опорную стойку балки на устойчивость относительно оси z. Ширина участка стенки, включённой в работу опорной стойки:

b_ст= 0,65tc =0,65*1,2 = 23 см;

А_ст= А_р+ t_ct* b_ct= 66+1,2*23= 93,6 см²;

I₂= 1,2*55³ / 15+23*1,2³ / 15= 13300см⁴;

i_z= = = 511,9см;

λ= h_ct/i_z= 183/11,9= 15,4,

по прил. 7 ϕ= 0,977;

= F / ϕА_ст= 2280/0.977*93,6= 22,9 kH/cm²<R= 23кН/см².

Рассчитываем прикрепление опорного ребра к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой Св-0,8Г2. Предварительно находим параметры сварных швов и определяем минимальное значение . По табл. 5.1 принимаем

=215 МПа=21,5 кН/см²,

по прил.4 = 165 МПа= 16,5 кН/см²,

Определяем катет сварных швов:

к_ш= 1 / β_c = 1 / 1,05 = 0.8 см. Принимаем шов кш= 6 мм, Принимаем шов =8мм

l_ш= 85 β_с к_ш= 85*1,05*0,8= 71,4 см<h_ct= 183 см. Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.