Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2082.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
2.96 Mб
Скачать

Строится эпюра материалов по рис. 11, в.

Сварные швы стыка полок балки в месте изменения сечения не должны попадать под место опирания второстепенной балки.

 

 

2.5. Проверка прочности уменьшенного сечения балки

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по касательным и приведенным напряжениям

 

Для выполнен я данных проверок прочности определяются

геометр ческ е характеристики уменьшенного сечения балки относи-

тельно

х:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

оси8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Момент нерц

 

сечения с уменьшенной полкой

Ix , определен-

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный по формуле (30), см .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

тат ческ й момент полусечения с уменьшенной полкой, см3,

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

t

 

h2

 

 

 

 

tf

 

hw

tf

 

 

 

 

 

 

w

 

w

 

 

 

 

 

 

 

.

(31)

 

 

Sx nc

 

 

 

 

bf

 

 

 

 

3.

Стат ческ й момент полки уменьшенного сечения, см ,

 

 

Sx полки

bf

tf

 

hw

t f

.

 

(32)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2.5.1. Проверка прочности по касательным напряжениям

 

Расчетное сечение главной балки (рис. 12) принимается в опор-

ной зоне, в месте действия максимальной поперечной силы Qmax.

 

Максимальные касательные напряжения, возникающие на ней-

тральной оси балки, не должны превышать расчетного сопротивления

стали сдвигу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

QmaxSxnc

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tw

Дs c . (33)

 

 

 

 

 

 

 

 

Ix

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка прочности главной балки по касательным напряжени-

ям при действии максимальной поперечной силы в опорном сечении

выполняется по формуле [1, пп. 8.2.1]:

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

S

 

 

 

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

x nc

 

 

 

 

(34)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ix twRs c

 

 

 

 

 

 

28

С

 

 

 

 

 

сопротивление

 

 

 

Р с. 12. Схема поперечного сечения балки и эпюр напряжений

бА

где Rs – расчетное

 

 

стали сдвигу [1, п.1, табл.2], кН/см2:

R

0,58R

yn

/

m

,

s

 

 

 

здесь Ryn – нормат вное сопротивление стали проката [1, табл. П.В.5], кН/см2; m – коэфф ц ент надежности по материалу [1, табл. 3].

2.5.2. Проверка прочности по приведенным напряжениям

Проверка прочности по приведенным напряжениям проводится для наиболее опасных сечений, определяемых положением точек 1' и 2', т. е. уменьшенном сечении с наибольшим значением изгибающего

момента Mсеч , кН·см,

и соответствующей поперечной силе Qсеч, кН

(см. рис. 11, в и г), на уровне поясных сварных угловых швов. Про-

верка выполняется по формуле [1, пп. 8.2.1]:

И

 

 

 

0,87

 

2 3 2

1,

 

 

 

 

 

(35)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ry c

 

xДxy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где x

Mсечhw

и xy

 

QсечSxполки

нормальные и касательные на-

 

 

 

 

 

 

 

tw

 

 

 

 

 

 

2Jx

 

 

Jx

 

 

 

 

 

пряжения, кН/см2, в

 

стенке

балки

на уровне поясных

швов

(см. рис. 12), при этом xy Rs

c

1.

 

 

 

Если сечение полки не изменяется, то проверку прочности по касательным и приведенным напряжениям производят в опорной зоне с максимальной поперечной силой и средним изгибающим моментом в соответствующей зоне.

29

Пример расчета. Требуется выполнить изменение сечения балки по длине путем уменьшения ширины полок на приопорных участках главной балки и произвести проверку прочности по касательным и приведенным напряжениям.

Решение:

Ширина полок уменьшенного сечения принимается

bf

0,6bf

0,6 30 18см .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент инерции сечения с уменьшенной полкой, см4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tw hw3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hw t f

2

 

 

1,1 125 3

 

 

 

 

125

1,8 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 18 1,8

 

 

 

 

 

Ix

12

 

2 bf

 

 

2

 

 

 

12

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 439 504 см4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент сопрот влен я уменьшенного сечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yцт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

439504/64,3 6835см .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wx

Ix

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Несущая спосо ность полного сечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М1

WxRy c = 9536·23,5·1 = 224 100 Н·см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Несущая спосо ность уменьшенного сечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2

Wх Ry c

= 6814·23,5·1 = 160 620 Н·см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вел ч на перехода от полной ширины полки к уменьшенной

 

 

 

 

 

 

 

5 (bf

bf )

 

5 (30 18)

30см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение геометрических характеристик уменьшенного сечения балки

относительно оси х:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Момент инерции сечения с уменьшенной полкой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 439 504 см .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ix

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Статический момент полусечения с уменьшенной полкой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

w

h2

 

 

 

 

 

hw tf

 

1,1 1252

 

125 1,8

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18 1,8

 

 

 

4203см .

 

 

Sx nc

 

 

 

8

 

 

bf tf

2

 

 

 

 

 

8

 

 

2

 

 

 

 

3. Статический момент полки уменьшенного сечения, см3,

 

 

 

 

 

 

 

 

Sx полки

bf

tf

hw

t f

 

 

 

 

 

 

125 1,8

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18 1,8

 

 

2054см

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка прочности главной балкиДпо касательным напряжениям при

действии максимальной поперечной силы в опорном сечении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

524,6 4203

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QmaxSx nc

 

 

 

 

 

0,33 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

439 504 1,1 13,86 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

twRs c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ix

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rs = 0,58Ryn/γm = 0,58·24,5/1,025 = 13,86 кН/см2 – расчетноеИсопротивление стали сдвигу. Прочность по касательным напряжениям обеспечена.

30

Си бА

Проверка прочности по приведеннымДнапряжениям выполняется для наиболее опасного сечения в точке 1', т. е. уменьшенном сечении с наибольшим

значением изгибающего момента Mсеч =153 000 кН·см и соответствующей поперечной силе Qсеч = 240,4 кН, на уровне поясных сварных угловых швов.

Нормальные напряжения в стенке балки на уровне поясных швов:

x

 

Mсечhw

 

153000 125

21,8кН/см

2

.

 

 

 

 

 

 

2 439504

 

 

 

 

 

 

 

 

2Jx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Касательные напряжения в стенке балки на уровне поясных швов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

240,4 2054

 

 

 

 

И

xy

 

QсечSx полки

 

 

1,02кН/см2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tw

 

 

 

 

439504 1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jx

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

Rs c 1,02

 

13,53 1 0,08 ˂ 1.

 

 

 

 

Проверка прочности по приведенным напряжениям:

 

0,87

 

 

 

 

0,87

 

 

 

 

 

 

 

x2

3 xy2

 

21,82 3 1,022

0,8 1.

 

 

 

 

Ry c

 

 

 

 

 

 

23,5 1

 

 

 

 

 

 

 

Прочность по приведенным напряжениям обеспечена.

31

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]