Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Металл - Балочная клетка 2012

.pdf
Скачиваний:
45
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
1.78 Mб
Скачать

При невыполнении условия (3.29), устанавливают дополнительные ребра жесткости между вспомогательными балками, посередине отсека, уменьшая его

длину в два раза.

 

 

 

 

Т.к. w 3,6 3,2

,

то расстояние между соседними ребрами жесткости не

должно превышать

2 h

2 125см 250см

, в данном примере предварительно

 

w

 

расставлены ребра жесткости с шагом а = 285 см, следовательно, необходимо установить дополнительные ребра жесткости. Теперь шаг ребер аr а2 285см2 142,5см длина отсека аr.

Рис. 3.4. Пример определения значений изгибающих моментов и

поперечных сил для проверки местной устойчивости стенки главной

балки

30

Ребра жесткости, могут быть одно- и двухсторонними. Односторонние ребра применяются при этажном сопряжении вспомогательных балок с главными балками, а двухсторонние при сопряжении в одном уровне. В данном примере устанавливаем двусторонние ребра жесткости, в местах расположения вспомогательных балок.

Ширина ребер жесткости br должна быть не менее (1.5.5.9 [1] стр. 36):

-односторонних

-двухсторонних

 

 

h

40мм;

b

w

 

r

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

25мм;

 

 

 

b

w

 

 

 

 

 

 

 

r

 

30

 

 

 

 

 

 

 

b

 

1250мм

25мм 66,7мм.

 

r

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.30)

(3.31)

Ширина ребер жесткости принимается кратной 5 мм.

Предварительно принимаем ширину ребер жесткости br = 100 мм т.к. к

ребру жесткости вспомогательная балка крепится болтами (рис.3.8),

необходимо предусмотреть возможность его расширения. Окончательно ширину ребер жесткости назначаем в п.п. 3.8.2 М.У с учетом диаметров болтов.

Толщина ребра жесткости tr должна быть не менее (1.5.5.9 [1] стр. 36):

 

 

 

 

Ry

 

 

24кН / см

2

 

 

t

 

2 b

 

2

10см

 

 

0,68см.

r

 

 

 

2

 

r

 

E

 

 

20600кН / см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.32)

Окончательную толщину ребер жесткости увязываем с сортаментом листовой стали (см. Приложение М.У т.5).

Принимаем толщину ребер жесткости tr = 8 мм.

Ширину ребер жесткости br = 100 мм.

31

Расчет на устойчивость двухсторонних промежуточных ребер жесткости

(1.5.5.10 [1] стр. 36), как центрально сжатый условный стержень:

N1.

Ar Ry c

[1.4.3] (3.33)

В расчетное сечение стержня Аr необходимо включать сечение ребра

жесткости и полосы стенки шириной 0,65 tw

E Ry с каждой стороны

ребра, а

расчетную длину ребра принимать равной высоте стенки hef (1.5.5.10 [1]

стр. 36).

A 2 b

t

 

2 0,65 t

 

 

E

t

 

;

r

w

 

 

w

r

r

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.34)

 

20600кН / см

2

 

 

A 2 10см 0,8см 2 0,65 1,2см

1,2см 70,8см

2

.

 

 

 

 

 

r

24кН / см

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент инерции, радиус инерции и гибкость такого стержня будут соответственно равны:

I

 

 

tr 2 br

tw 3

 

0,8см

2 10см 1,2см 3

635,2см3 ;

r ,x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

635,2см

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

r ,x

 

 

2,99 3см;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

r ,x

 

 

A

 

 

 

70,8см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

123,6см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ef

 

41,2см;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r ,x

 

 

 

i

 

3см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r ,x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ry

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24кН / см2

 

 

 

 

 

 

 

 

41,2см

 

 

1,41.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r ,x

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

20600кН / см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.35)

(3.36)

(3.37)

(3.38)

32

Коэффициент устойчивости υ при центральном сжатии определяется по т.

К.1 Приложения [1] стр. 158 в зависимости от условной гибкости

 

и типа

кривой устойчивости т. 1.4.1 [1] стр. 15. Для найденной гибкости

1,41

коэффициент устойчивости υ = 0,9038.

 

 

где

R

A всп.б

 

 

 

всп.б.

2 233,2кН 466,4кН ,

(3.39)

N 2 RA

 

опорная реакция вспомогательной балки, кН.

466,4кН

0,34 1.

0,9038 70,8см2см2 24кН / см2 0,9

1.5.5.8 Местную устойчивость стенок балок 2-го и 3-го классов двутаврового и коробчатого сечений, симметричных относительно двух главных осей при отсутствии в расчетном сечении местных нормальных

напряжений (σloc = 0) (установлены ребра под силами)

следует считать

обеспеченной, если значение условной гибкости стенки

w

не превышает

значения предельной условной гибкости стенки uw ( w uw ),

определяемой

по т. 1.5.8 [1] стр. 35. При этом значения средних касательных напряжений

следует принимать равным Q Aw , а значение

 

 

определять по формуле:

 

 

 

0,29

 

 

 

 

 

 

 

,

[1.5.45] (3.40)

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0833 c1x 1 f

0,167

 

 

 

 

 

 

где,

c

 

 

коэффициент, определяемый по формуле [1.5.36] [1] стр. 35;

1x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c1x

 

M x

 

или c1x cx

 

 

 

 

 

Ry

 

 

 

 

 

Wxn

c

M

x

изгибающий момент в расчетном сечении, кН∙м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

относительная линейная деформация сжатого пояса балки.

33

 

Q

 

970,3кН

2

;

A

150см

2

6,5кН / см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

A

h

t

 

 

 

2

.

w

125см 1,2см 150см

 

w

 

w

 

 

 

 

 

 

 

(3.41)

Значение

uw

определяется по таблице 1.5.8 [1] стр.35 (интерполяцией).

 

 

6,5кН / см2

0,47.

(3.42)

R

13,9кН / см2

 

 

 

s

 

 

 

 

Местная устойчивость стенки проверяется в отдельных отсеках,

ограниченных по четырем сторонам полками и ребрами жесткости. Проверяем отсеки для случаев, когда изгибающие моменты и поперечные силы имеют наибольшие значения (одинарная штриховка на рис. 3.4). Нормальные и касательные напряжения определяются в крайних фибрах сжатой части стенки

(отчетливая точка на рис. 3.4).

Для проверки местной устойчивости стенки в пределах каждого отсека определяются средние значения моментов и поперечных сил. При этом руководствуются следующим:

Если длина отсека аr превышает его расчетную высоту hef, тогда значения внутренних усилий M и Q необходимо вычислять как средние для более напряженного участка отсека длинной hef, если в границах отсека изгибающий момент или поперечная сила изменяет свой знак, то их средние значения следует вычислять для такого участка отсека, где действуют соответственно внутренние усилия одного знака (1.5.5.2 [1] стр. 32).

Количество и расположение отсеков, в которых следует произвести проверки устойчивости стенки, должны быть согласованы с руководителем курсовой работы.

34

В данном примере проверку местной устойчивости стенки проверяем в двух отсеках (1 и 3, в одном больший изгибающий момент и минимальная поперечная сила в другом наоборот), средние значения моментов и поперечных сил определяются на расстоянии hef , т.к. аr > hef.

Средние значения моментов и поперечных сил 1 - го отсека:

M

 

 

 

 

R

гл.б

 

a

 

 

x1

 

2

 

A

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

Q

970,3кН .

x1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

h

 

1,04

 

933кН

 

2,85м

1,236м

 

183,4кН м;

 

 

 

 

 

ef

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.43)

Средние значения моментов и поперечных сил 3 - го отсека:

M x3 2 RAгл.б 1,5 a hef Р a hef

1,04 933кН 1,5 2,85м 1,236м 466,5кН 2,85м 1,236м

2165,8кН м;

Q

 

Q

485,2кН .

 

x 3

2

 

 

 

 

Проверка местной устойчивости стенки 1-го отсека:

с

 

 

 

 

 

M

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18340кН cм

 

 

 

0,069;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

1x

 

W

 

R

 

 

 

 

 

 

 

12362см

24кН

/ см

0,9

 

 

 

 

 

 

 

y

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Af

 

25см 3см

0,5;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

A

125см 1,2см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,35;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0833

0,069 1 0,5

0,167

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

970,3кН

6,5кН / см2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

150см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hef

 

 

 

 

 

 

Ry

 

 

123,6см

 

 

 

24кН / см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

1,2см

 

 

 

20600кН / см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.44)

(3.45)

(3.46)

(3.47)

(3.48)

35

Предельную условную

стр.35 в зависимости от

 

/ R

 

s

 

 

 

 

 

R

 

 

s

гибкость uw

 

определяется по

и

(интерполяцией):

 

6,5кН / см

2

 

 

 

 

0,47;

 

 

2

13,9кН / см

 

 

 

 

3,5

4,56

w

uw

 

 

 

таблице 1.5.8 [1]

Проверка местной устойчивости стенки 3-го отсека:

c3x

 

M x3

 

 

 

216580кН см

 

0,81;

(3.49)

W

R

y

 

 

12362см3 24кН / см2

0,9

 

xn

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Af

 

 

25см 3см

0,5;

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

125см 1,2см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,63;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0833

0,81 1 0,5 0,167

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

485,2кН

3,2кН / см2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

150см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.50)

(3.51)

 

 

h

 

R

 

 

123,6см

 

24кН / см

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ef

 

 

y

 

 

 

 

3,5.

 

 

 

 

 

 

 

2

w

 

t

 

 

E

 

1,2см

 

20600кН / см

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.52)

Предельную условную

стр.35 в зависимости от

 

/ R

 

s

Rs

гибкость

uw

определяется по таблице 1.5.8 [1]

и(интерполяцией):

3,2кН / см2 0,23;

13,9кН / см2

w 3,5 uw 5,04.

36

Если проверка w uw не выполняется, устанавливаем дополнительные ребра жесткости, делящие каждый отсек пополам и проверяем два отсека по методике проверки местной устойчивости стенки балок 1-го класса (1.5.5.1 [1]

стр. 31) (пример расчета см. Приложение 1 М.У).

Проверки выполняются, местная устойчивость стенки главной балки обеспечена.

3.5.2. Местная устойчивость сжатого пояса

1.5.5.15 Местную устойчивость сжатых поясов следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса сжатого пояса балок 2-го и 3-го класса из однородной стали f не превышает значений предельной условной гибкости uf , которая определяется при 2,2 uw 5,5 по формуле (1.5.5.15 [1]

стр. 38):

- для необрамленных свесов поясов балок двутаврового сечения

uf

0,17 0,06 uw 0,17 0,06 4,56 0,44;

[1.5.50] (3.53)

Условная гибкость свеса пояса:

 

b

 

R

 

 

11,9см

 

24кН / см

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

ef

 

 

yf

 

 

 

 

0,14,

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

t

 

 

E

 

3см

20600кН /

см

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где, bef свес поясного листа, bef

( bf

tw ) / 2 (см. рис.3.2), см.

f uf ;

0,14 0,45.

(3.54)

(3.55)

Проверка выполняется, местная устойчивость сжатого пояса обеспечена.

37

3.6Расчет опорных частей главных балок

3.6.1Узел опирания на колонну крайнего ряда

Опорное давление в главных балках передается на крайние колонны через два опорных ребра расположенных по оси колонны (рис.3.5).

Нижние торцы ребер в этом случае фрезеруются для плотной пригонки к нижнему поясу балки, а для пропуска поясных швов в опорных ребрах срезают углы, что уменьшает их ширину по торцу на 10…15 мм. Принимаем вырез – 15 мм.

Требуемая ширина опорного ребра:

 

br 0,5 bf

tw ;

 

 

(3.56)

b

0,5 25см 1,2см 11,9см.

r

 

 

Действительная ширина принимается кратной 5 мм.

Принимаем ширину каждого опорного ребра br = 100 мм.

Рис 3.5. Узел опирания главной балки на колонну крайнего ряда

38

Толщина опорного ребра tr должна быть не меньше, чем 3 br Ry E , где br – ширина выступающей части:

 

 

 

 

Ry

 

 

24кН / см

2

 

 

t

 

3 b

 

3

10см

 

 

1,02см.

r

 

 

 

2

 

r

 

E

 

 

20600кН / см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимаем толщину каждого опорного ребра tr = 12 мм.

Опорные ребра проверяют:

1. на смятие торцов

 

 

 

 

Rгл.б

1;

 

 

 

 

А

 

 

2 br 1,5см tr RP

 

 

 

933кН

 

1,3 1;

 

 

 

1,2см 36,1кН

/ см2

 

 

 

 

2 10см 1,5см

 

 

(3.57)

(3.58)

 

 

R

 

37кН / см

2

 

 

 

 

2

 

R

 

un

 

.

 

 

 

36,1кН / см

P

 

 

 

 

1,025

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.59)

Т.к. проверка не выполняется необходимо увеличить толщину опорного

ребра. Принимаем толщину опорного ребра tr = 16 мм.

 

933кН

0,95

1.

 

 

1,6см 36,1кН / см2

 

 

 

 

2 10см 1,5см

 

 

 

Окончательно толщину ребра увязываем с сортаментом листовой стали

(см. Приложение М.У т.5).

2. на общую потерю устойчивость

Участок стенки балки в опорном сечении следует рассчитывать на потерю общей устойчивости, как центрально сжатый стержень, нагруженный опорной реакцией.

39

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.