3.7. Определение местной устойчивости элементов балки

Стойкость сжатой части стенки можно повысить, применив продольные ребра, которые сопротивляются выходу стенки со своей плоскости. Продольные ребра необходимы, если условная гибкость стенки k_ст>K_кр

(3.30)

Для стали класса С46/33 .

Не требуется укрепление стенки поперечными ребрами, если К_CТ<130.

Стойкость стенки балки при действии вертикального напряжения обеспечивается постановкой вертикальных (поперечных) ребер жесткости. Такие ребра всегда ставятся при

Не требуется укрепление стенки продольными ребрами, т.к. неравенство выполняется.

3.8 Расчет сварных швов, прикрепляющих пояса балки к стенке

3.8.1 Общие сведения

В сварных балках пояса со стенкой соединяются непрерывным сварным швом. Если бы пояс и стенка не были соединены друг с другом, то при изгибе они сдвинулись бы друг относительно друга.

Соединение пояса со стенкой препятствует их взаимному сдвигу, вследствие чего в швах возникают касательные напряжения, которые определяются по формулам:

- при полном проваре-

(3.31)

- при сварке угловыми швами-

(3.32)

где - статический момент пояса относительно нейтральной оси балки;

- момент инерции балки;

• - коэффициент, зависящий от способа сварки, для автоматической сварки под флюсом , для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа;

k - катет шва.

3.8.2. Проверка прочность нижнего шва:

Сварка выполнена автоматической сваркой под флюсом угловыми швами ().

Из формулы (2.57) имеем:

, (3.33)

где – расчетное сопротивление углового шва при сварке стали 10Г2С, принимаем согласно рекомендациям [1,с.39,табл.2.6.,2,с.120,таб.4-4].

3.8.3.Проверка прочности верхнего шва

Шов выполняется с полным проваром автоматической сваркой под флюсом. Расчет сварных швов верхнего пояса производится с учетом местных вертикально направленных напряжений м от давления колеса:

, (3.34)

значит сварной шов верхнего пояса балки достаточно прочен.

3.9. Расчет и конструирование опорных ребер балки

[1,с.83-85,2,с.145]

3.9.1.Определение площади поперечного сечения ребра на условия прочности торца по смятию

, (3.35)

где А_mах - максимальная опорная реакция, А=Q _mах=1207кН;

- расчтное сопротивление стали 10 ХСНД на смятие.

Принимаем сечение опорного ребра из полосы ГОСТ 82-70 [2,с.39].

, прочность опорного ребра при работе на смятие обеспечена,

где F_cм – площадь расчетная, работающая на смятие.

3.9.2. Определение устойчивости и прочности опорного ребра

[1, с.83-853; 2 ,с.145]

Проверяем устойчивость ребра при продольном изгибе из плоскости балки. При расчете учитывается участок стенки балки шириной 15_ст, примыкающий к ребру и образующий с ним стойку таврового сечения. Определяем площадь поперечного сечения стойки, момент инерции, радиус инерции и гибкость:

, (3.36)

,

,

- для стали класса С46/33.

,

где _c – коэффициент продольного изгиба.

3.9.3. Расчет сварных швов, прикрепляющих опорное ребро к стенке

и полкам балки [1, с.85, формула (3.77)]

Приварка ребра осуществляется полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа (). По рекомендациям источников [1, с.39. табл.2.6; 2, с.120, табл.4-4] принимаем катет шваR = 0,6 см:

,

следовательно, прочность шва обеспечена.

3.9.4.Прочие сварные швы

Рёбра жёсткости стенки привариваются полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа тавровым двусторонним швом с k=6мм.

Укрупнительные швы выполняются автоматической сваркой под флюсом с полным проплавлением и контролем качества соединения, поэтому они считаются равнопрочными основному металлу.