4.2.3 Расчет на прочность по приведенным и касательным напряжениям

Расчет на прочность по приведенным и касательным на­пряжениям проводится по формулам (161) п. 4.31^* /2/. На рисунке 4.8 приведены сечение поперечной балки и эпюры нор­мальных σ и касательных τ_т напряжении (как средних ка­сательных напряжений в стенке балки).

Рисунок 4.8 – Схемы к расчету на приведенные напряжения

Из рассмотрения эпюр на рисунке 4.8 следует, что приведенные напряжения нужно определять в стен­ке балки в уровне пояс­ного сварного шва (при σ_у = 0) или в уровне на­чала передачи усилий от продольной балки высо­копрочными болтами (в этом случае есть все виды напряжений σ_х, σ_у и τ_ху, но величина σ_х меньше, чем в первом случае). В курсовом проекте разрешается опреде­лять приведенные напряжения только в уровне поясного сварного шва.

Расчет проводится по формулам:

(4.35)

_(4.36)

где σ_х — нормальные напряжения в стенке балки в уровне поясного сварного шва по сечению нетто; τ_ку = τ_m— среднее касательное напряжение в стенке балки,

(4.37)

γ ' — коэффициент, равный 1,15 при σ_у = 0.

Приведенные напряжения σ_пр будут максимальными в сечении поперечной балки (в месте прикрепления продоль­ной балки), где одновременно возникают М_max и Q_max (см. рисунок 4.6,б).

Величина σ_х определится по формуле

(4.38)

где  — коэффициент, вычисленный по формуле (4.33), I_n — момент инерции нетто сечения балки, вычисленный по фор­муле (4.34).

Величина τ_ку, определяется по формуле (4.37), считая, что τ_ку,≈ τ_m,. Ограничения этих напряжений приведены в фор­муле (4.36). Запасы напряжений по формулам (4.35) и (4.36) не ограничиваются. Если условия расчета по этим двум фор­мулам не выполняются (при перенапряжении), то нужно увеличить сечение поперечной балки, чтобы уменьшить ве­личины σ_х или τ_ку, (или и то, и другое). В курсовом проек­те рекомендуется увеличить толщину стенки t_w, что вызовет изменение величин I_n , (они увеличатся) и σ_х, τ_ку, (они уменьшатся), и вычислить приведенные напряжения. Конт­роль напряжений (запас не более 5%) осуществляется те­перь в этом расчете. Увеличивать толщину стенки следует и в случае, если не удовлетворяются условия расчета по формуле (4.37).

4.2.4 Расчет прочности поясного сварного шва

Расчеты на прочность и выносливость углового сварного шва поперечной балки производится по формулам (4.24) - (4.26), в которых прини­мают q = 0 (этой нагрузки нет на поперечных балках), Q₀ = Q_max и значения I и S для сечения брутто поперечной бал­ки. Величины k_f, β_f и β_z принимают по Приложению Р. Пояснения приведены в аналогичном расчете для продольной балки.