§ 14. Опорные части

Опорные части балок чаще всего конструируют б форме вы­пуклых плит, чтобы обеспечить шарнирность опирания. Реже плиты делают плоскими, что нерационально. При очень боль­ших нагрузках опорные части, например, железно- и автодорож­ных мостов, выполняют сварными.

Пример конструкции опорной выпуклой плиты приведен на рис. 14-21. На одной из опор балка, как правило, имеет продоль­ную подвижность, на другой она закреплена от продольного смещения болтами или штырями. Ширина опорной плиты Ь_й (в направлении, перпендикулярном оси балки) принимается рав­ной 1,1 —1,2 от ширины пояса балки Ь, длина плиты --1 -:- 1,5^₀.

Плиты изготовляют стальными; толщина их у кон­ца > 10-5-15 мм; радиус цилиндрической поверхности Я = 1-г-2 м. Толщина плиты на оси находится из условия ее прочности при работе на изгиб. Реактивные усилия, действую-

330

щие под плитой на единицу ее длины, обозначим д. От нагруз­ки q на оси плиты образуется поперечная сила

п — 3± — А.

V- ₂ — ₂ ■

Изгибающий момент по оси плиты равен

■;2

^М-Ч

Аа

(14.56)

Момент сопротивления сечения плиты, ослабленной отвер­стиями для штырей, определяется из соотношения

1	1	А ■
	: !
	fm	wzzfa
	■НИ а	НТ/И

<Ь/

Рис. 14-21. Конструкции опорных чаете?! балок

где &-■—толщина плиты;

d—-диаметр отверстия штыря, равный 18-ь 25 мм. Требуемая толщина плиты

_s _

V

aw

ш

2d

(b₍₎- 4dy

14,57)

§ 15. Результаты испытаний

Научно-исследовательские работы по исследованию прочно­сти сварных балок проводились в разных направлениях. При испытании сварных балок под статической нагрузкой установле­но, что стальные сварные балки обладают необходимой проч­ностью, однако распределение напряжений в них по поперечно­му ссчепию происходит не вполне равномерно. При широких

331

горизонтальных листах балок двутаврового профиля они более интенсивно напряжены у оси и менее интенсивно —по кромкам. При наличии прерывистых поясных швов сечение балки не рабо­тает как одно целое. В зоне кромок вертикального листа наблю­дается концентрация напряжений, она значительно уменьшается при непрерывных швах. Концентрация напряжений имеет также место в случае приложения к поясу балки сосредоточенной силы —колеса крана. Чем жестче пояс балки с припаренным

Рис. 14-22. Рациональное конструктивное оформление Салок, работа­ющих под переменными нагрузками;

а) стыки с плавным изменением тсшщш н гсоясоа; б) рациональный обрыв мякладьи; в) рациональные крепления ребер жесткости; г. О) рациональные ирен.-ieKiiii планок к пояс им; е, ж) кренленис планки к поясу обработанным

угловым Шаом

к нему рельсом, тем па большую зону вертикального листа рас­пределяется сосредоточенная сила и тем меньше концентрация напряжений. Сварные поясные швы балок нередко работают неудовлетворительно в случае смещения оси кранового пути относительно оси балки. Хорошо сопротивляются кручению бал­ки коробчатого сечения.

Сварные балки хорошо работают не только под статически­ми, но и переменными нагрузками при условии, если рациональ­но выбраны формы конструкций и технологический процесс свар­ки. Балки, работающие под переменными нагрузками, должны быть выполнены таким образом, чтобы исключить возможность

332

образования в них концентраторов напряжений. Все стыки эле­ментов по длине должны быть сварены встьж без применения накладок. На рис. 14-22, а показаны примеры стыков горизон­тальных листов с плавным изменением их толщины и ширины, на рис. 14-22,6—рациональные обрывы накладок. Ребра жест­кости целесообразно приваривать таким образом, как это пока­зано на рис. 14-22,6, в. К растянутому поясу и в растянутой зоне вертикального листа на длине 0,1 ~- 0,2/г_а ребра жесткости реко­мендуется не приваривать вовсе. В некоторых балках между ребрами и поясами (особенно растянутыми) ставятся проклад­ки (рис. 14-22, г).

При приваривании к поясу балки планки, например, для крепления в ней связей, рекомендуется это выполнять, как пока­зано на рис. 14-22, г, д. Приваривание планки встык и наличие выкружек сводит до минимума концентраторы напряжений в уз­ле. Допустима приварка планки к поясу, как это показано на рис. 14-22, е. При этом шов направлен под углом к поперечному сечению; очертание углового шва принято в качестве неравнобед­ренного треугольника для смягчения эффекта концентрации (рис. 14-22, ж).

Очень важным является укладка поясных швов автоматами с хорошим проваром корня швов. Наиболее экономичное очерта­ние швов —в виде равнобедренного треугольника, а в особо от­ветственных случаях следует применять V-образную подготовку кромок.

На рис. 14-23 приведены сварные балки различных конструк­тивных форм н их пределы выносливости, полученные при испы­тании под переменными нагрузками. Все балки были изготовле­ны из малоуглеродистой стали. Испытания показали, что приме­нение накладок, приваренных к поясам угловыми швами, значительно снижает усталостную прочность испытанных кон­струкций. Наибольшей усталостной нррчностью обладали балки без стыков и с косыми стыками, сваренными встык и механиче­ски обработанными.