8.2. Зміна перерізу, визначаємо геометричні характеристики перерізу та перевіряємо міцність та жорсткість балки.

Переріз полиць зменшуємо

x = L/6 = 23/6 = 3,83 м від опори

Згинальний момент в місці зміни перерізу:

М_р - розрахунковий момент , М = 7678 кНм;

l - прольот мосту, l = 23 м;

Потрібний момент опору перерізу балки при виконані стика напівавтоматною сваркою

Площа полиць

Приймаємо b_f = 18 см.

Визначаємо геометричні характеристики зміненого перерізу та перевіряємо міцність та жорсткість балки.

Геометричні характеристики зміненого перерізу:

• I_х – момент інерції перерізу ( см ⁴ )

• W_х – момент опору перерізу ( см ³ )

• S_f – статистичний момент полиці ( см ³ )

• S_x – статистичний момент половини перерізу ( см ³ )

Перевірка міцності за найбільшими нормальними напруженнями;

Найбільші дотичні напруження в нейтральній вісі перерізу на опорі балки:

≤0,58Ry=13,34 МПа

де

Міцність та жорсткість балки забезпечені, тому остаточно приймаємо полиці зменшеного перерізу такими ж розмірами.

Крім того стінка балки у місці спряження з поличкою повинна мати достатню міцність при дії приведених напружень:

Нормальні напруження у місці спряження:

де

8.3. Конструювання поперечних ребер жорсткості

Поперечні ребра жорсткості служать для підвищення стійкості стінки балки при дії дотичних і місцевих напружень. Їх передбачають, коли величина умовної гнучкості перевищує 3,2

Розміри ребер приймають такими, які забезпечують незмінність їхньої форми навіть при втраті стінкою стійкості. Вони можуть розміщуватись симетрично, а також бути несиметричними – односторонніми. Якщо > 3,2 і 2h_w > 2b, то необхідно встановити допоміжні ребра. Оскільки у нашому випадку =3,4 , то приймаємо крок ребер жорсткості 2 м.

рис.5 Розрахункова схема ребер жорсткості балки

Визначаємо навантаження в ребрах жорсткості:

Перевірка міцності:

Перевіряємо стійкість балки по відсіках:

1) перший відсік:

де σ_cr – критичні нормальні напруження

де с_cr – коефіцієнт, що враховує форму перерізу і розміри відсіку, визначаєть за таблицею 3.1 [1] і залежить від δ

де β – коефіцієнт, що враховує передачу навантаження на балку і визначається за таблицею 22 [1]

- критичні дотичні напруження

де μ = а/h_ef = 150/185 = 0,81

2) другий відсік:

μ = а/h_ef = 350/177,8 = 1.97

Підбір перерізу ребер жорсткості:

мм.

Приймаємо b_h = 100 мм.

мм.

Приймаємо t_s = 8 мм.

Розрахунок зварного ребра балки:

де k_f – катет зварного шва;

l_w – довжина зварного шва;β_f – коефіцієнт форми шва, визначається за таблицею 34 [1];R_wf – розрахунковий опір кутового зварного шва при розрахунку по металу шва, залежить від електроду і визначається по таблиці 56 [1];γ_wf - коефіцієнт умов роботи, залежить від району будівництва;

Приймаємо мінімальний катет шва за таблицею 38 [1] k_f = 8 мм.

Розрахунок опорного ребра головної балки:

Потрібна площа ребра:

де R_p - розрахунковий опір зминанню;

Ширину ребра приймаємо рівною ширині полиці зменшеного перерізу b_p = 18 см.

Товщина ребра:

Перевірка стійкості опорного ребра:

де

φ – коефіцієнт, що залежить від λ і Ry, знаходимо за таблицею 72 [1]

де

Прикріплення допоміжної балки:

Визначаємо кількість болтів:

де R_bs – розрахунковий опір болтів зрізанню, залежить від класу міцності болтів;

γ_b – коефіцієнт умов роботи, що залежить від класу точності болтів;

A_b – площа болтів;

n_s – кількість площин зрізання;

Приймаємо 5 болтів діаметром 20 мм. Клас болтів – 4.8.