2.3. Подбор поперечного сечения стрингеров.

Стрингер – это балка, загруженная равномерно распределенной нагрузкой.

Статическая расчетная ферма стрингеров представляет собой 5-ти пролетную неразрывную балку с 2-мя крайними пролетами, 2-мя вторыми и средним. Определим равномерно распределенную нагрузку на стрингеры, используя схему их высотного расположения.

Для этого считаем ординаты середин участков.

Стрингер № 0 (на уровне порога)

Стрингер №1

Стрингер №2

Стрингер №3

Стрингер №4.

Стрингер №5.

Стрингер №6.

Стрингер №7.

Стрингер №8.

Стрингер №9.

Стрингер №10.

Наибольшее значение равномерно распределенной нагрузки на стрингеры 99,9 кН/м.

Производим подбор сечения швеллера:

Определяем момент:

.

Требуемый момент сопротивления сечения:

;

W_тр = 266,73 см³.

По сортаменту предварительно принимаем швеллер № 27

W_x=308 cм³ ; I_x=4160 cм⁴.

Проверяем подобранный стрингер на относительный прогиб:

Условие выполнено.

Окончательно для всех стрингеров затвора принимаем швеллер № 27

3.Проектирование ригеля сплошного сечения.

Ригель воспринимает гидростатическое давление, действующее на затвор и передает на опорно-концевые створки затвора.

В результате проработки компоновочной части проекта имеем:

L = 14,5м; h=1,8м; h₁ =0,9 м.

Равномерно распределенная нагрузка на ригель:

.

Значение опорной реакции:

.

Расчетный максимальный момент:

.

Требуемое значение момента сопротивления:

.

3.1. Расчётная схема ригеля-балки.

Ригель затвора работает как свободно опертая балка на двух опорах, загруженная равномерно распределённой нагрузкойq, Рис 3.1:

3.2. Назначение размеров поперечного сечения ригеля.

Рисунок 3.2. Схема ригеля-балки.

Определим размеры элементов сечения ригеля. Примем толщину двух полок (20 50) мм, высота стенкиh_w = 1800 мм -(20 50) мм =17801750.

В соответствии с сортаментом толстолистовой стали принимаем h_w = 1800 мм

Толщину стенки определяем из:

1) условия местной устойчивости:

2) по прочности стенки на опоре:

высота стенки h_w1=0,9 м;

,

где R_s=0,58R_y – расчетное сопротивление стали сдвигу.

Принимаем t_w = 20 мм.

Для определения размеров сечения полки найдем:

- требуемую величину момента сопротивления, приходящегося на две полки:

- требуемую площадь:

.

Шириной полки задаемся в пределах: b_f = (1/41/6)h_w =(450300)мм. Положим b_f = 400 мм, получим:

Принимаем в соответствии с сортаментом широкополосной универсальной стали b_f = 400 мм; t_f = 30 мм.

Проверяем допустимость соотношения этих размеров из условия обеспечения местной устойчивости полки:

.

Окончательно принимаем b_f = 400 мм; t_f = 30 мм.

3.3. Поверочный расчет прочности и жесткости составной балки-ригеля.

Геометрические характеристики составного сечения:

A_f = b_f ·t_f = 0,4 · 0,03=120·10^-4 м²;

A_w = h_w · t_w =1,8· 0,02= 360·10^-4 м²;

A = 2A_f + A_w =2·120·10^-4 +360·10^-4 = 600·10^-4 м²;

.

h_w=1.800-0.03=1.77 м

h=1.800+2*0.03=1.86 м

Проверка прочности:

.

Недонапряжение:

.

-что допустимо.

Проверка жесткости:

;

Таким образом, сечение ригеля в средней части пролета принимаем согласно рисунку 3.3: