книги из ГПНТБ / Прогрессивные стальные конструкции [сборник]

При выводе формулы (28) также принималось, что сечение балки меняется иа расстоянии 0,9L от левой опо­

ры (рис. 2, в)

Ри = 0,33 к, р2 = 0,391 h, h — honT-1,03, Лопт — по (13)

при <?ю= Мпр.

Теоретические характеристики массы двухпролетных балок с переменной высотой стенки меньше теоретиче­ ских характеристик эталона на 28%, а балок с перемен­ ной площадью поперечного сечения поясов — на 30%.

При работе неразрезных двухпролетных балок на крановую нагрузку в зависимости от схемы кранового поезда может быть два случая:

1. Если Мпр >М 0П (пролетный момент больше опор­ ного), то теоретическую характеристику массы двухпро-

.летных балок постоянного сечения определяют по фор­ муле (26) при а' =-0,0682.

Эта характеристика выведена в предложении, что Максимальный пролетный изгибающий момент возника­ ет в сечении балки, расположенном примерно на рас­ стоянии 0.44L от левой опоры [19]. Как известно [39], суммарное значение единичных воздействий, распреде­ лённых непрерывно но балке, равняется площади линии влияния. В данном случае площадь линии влияния изги­ бающего момента в сечении на расстоянии 0.44L от ле­ вой опоры балки u)=0,0682L2.

Все дальнейшие вычисления ведутся на эквивалент­ ную нагрузку пролетного момента q2, значения которой

можно вычислить, используя формулу (1).

2. Если Моп >МПр (опорный момент больше про­

летного), то теоретическую характеристику массы балок

20

Показатели массы двухпролетных неразрезных балок, предварительно напряженных

при помощи изменения уровня опоры

(П,ри проектировании балок постоянного сечения эко­ номически целесообразно применить искусственное ре­ гулирование усилий с целью выравнивания моментов в пролете и на опоре.

Теоретическая характеристика массы предваритель­ но напряженных двухпролетных балок постоянного се­ чения при работе их на статическую нагрузку определя­ ется по формуле (26), а а' =0,0862.

'При этом величина оптимального момента предвари­ тельного напряжения вычисляется по формуле (10).

Теоретическая характеристика' массы неразрезных двухпролетных балок постоянного сечения, предвари­ тельно. напряженных, при работе на крановую нагрузку вычисляется по формуле (26), а 'коэффициенты а' при­

нимаются равными:

(расчет ведется на эквивалентную нагрузку)

0 = 0,676?! — 0,835?2.

Оптимальный момент предварительного напряжения определяется по формуле (11).

Сравнение теоретических характеристик массы двух­ пролетных балок постоянного сечения, предварительно напряженных изменением уровня средней опоры, с характеристиками массы других балок показывает, что они меньше характеристик эталона, но выше характери­ стик неразрезных ненапряженных балок с переменной высотой сечения, однако это обстоятельство еще не дает возможности судить о рациональности применения того или иного типа балок, поскольку криволинейный нижний пояс балок с переменной высотой стенки увеличит трудо­ емкость их изготовления.

21

Для определения фактической массы конструкций не­ обходимо знать конструктивный коэффициент (для ба­

Отношение массы вспомогательных ( GB ) к массе основных ( G0 ). деталей для балок постоянного сечения

можно выразить аналитически

работе на статическую нагрузку или экви­ валентная опорного или пролетного момен­ тов при работе на крановую нагрузку;

балки может быть принят равным 1,04— 1,05.

Зная теоретическую характеристику массы балки и конструктивный коэффициент, определяют фактическую

§ •4. Законы изменения массы решетчатых конструкций

_ Показатели массы разрезных ферм, предварительно напряженных затяжками из высокопрочной стали

Теоретическую характеристику массы предваритель­ но напряженных разрезных ферм в общем случае мож­

24

но вычислить, используя формулу (18), но с учетом то­ го, что теоретическая характеристика 'массы напрягае­ мой (жесткой) части фермы

л

внешней нагрузки может не только уменьшить свое зна­ чение, но и поменять знак на обратный при создании усилия в затяжке, то при вычислении характеристики по формуле (31) приходится иметь дело с модулем.

При вычислении характеристик предварительно на­ пряженных ферм полное усилие в затяжке S должно

быть таким, чтобы обеспечить минимальную массу кон­ струкции в целом, т. е. оптимальным. Оптимальное пол­ ное усилие в затяжке на стадии вариантного проектиро­ вания без предварительного подбора сечений стержней

где

N п и 7VP— соответственно усилия в г-м элементе поя­

сов и решетки с учетом эффекта разгрузки от полного усилия 'Взатяжке.

Исследовались показатели массы предварительно на­ пряженных разрезных ферм из уголковых профилей че­ тырех типов: '

25

фермы типовые серин ПК-01-.125 — тип I;

фермы типа «арка с затяжкой» с параллельными поя­ сами с. уклоном 1/8 и отношением h!L= 1/10—1/12 —

тип II;

фермы типа «арка с затяжкой» с уклоном поясов ’Д, высотой на опоре 2,2 м и с отношением посередине про­

лета /i/L=4/8—1/10 — тип III;

фермы по серин ПК/ОЫЗО с уклоном 1/3, 1/5 под кровлю из асбестоцементных листов — тип IV.

При исследовании выявлены следующие закономер­ ности изменения характеристик в зависимости от проле­ та и геометрии фермы:

в фермах тина I и III t увеличением пролета харак­

теристика поясов увеличивается, решетки—уменьшается; в фермах типа IV характеристика поясов возрастает, а характеристика решетки остается почти неизменной;

в фермах типа II (как в напряженных, так и в нена­ пряженных) характеристики поясов и решетки с измене­ нием пролета фактически не изменяются, что объясняется подобнем геометрических схем;

характеристика затяжки для ферм всех типов растет

ки — увеличивается при снижении общей характеристи­ ки фермы-

увеличение высоты фермы ведет не только к сниже­ нию общей характеристики ферм, но и, в частности, сни­ жает характеристику затяжки;

. увеличение уклона верхнего пояса в фермах типа «арка с затяжкой», ведет к незначительному снижению характеристик.

Теоретические характеристики ненапряженных ферм' типа II-и III выше характеристик типовых ферм I и IV. Но в последних при предварительном напряжении сни­

сов (на 40—55%), и характеристики решетки (на 25— 60%). Это значит, что в этих фермах предварительное

26

резных .ферм, предварительно напряженных затяжками

27

О— фактическая масса предварительно .напря­ женной фермы.

Фактическая экономия металла от 'применения пред­ варительного напряжения в фермах типа I и II (под тя­ желые кровли) при различных пролетах и нагрузках по­ казана на рис. 5, а для ферм типа IV — на рис 6.

Как видно из графика (рис. 5.), для ферм типа-II оптимальным является соотношение h/L=>lllO. Примене­

ние таких ферм дает значительный эффект. С увеличе­ нием пролета ферм экономия металла при применении предварительного напряжения во всех случаях возра-

28

стает и достигает в фермах типа I из стали СтЗ 13%, а

типа II — '17%.

Обращает «а себя внимание тот факт, что фермы ти­ па II малых и средних пролетов дают большую эконо­ мию при меньших нагрузках. Это объясняется тем, что

29