БАЛОЧНАЯ_КЛЕТКА-29.08.14_

br 1050 мм 25 мм 60 мм. 30

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 их размещение по ширине ребра.

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]):

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.

Рассчитываем на устойчивость двусторонние ребра жесткости (1.5.5.10

[1]), следует рассчитывать как центрально сжатый условный стержень:

(3.34)

N 2 RAвсп.б . 2 233,2кН 466,4кН .

33

Рис. 3.5. Прикрепление ребер жесткости к главной балке

В расчетное сечение стержня Аr необходимо включать сечение ребер жесткости и полосы стенки шириной 0,65 tw ERy с каждой стороны ребра, а

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

34

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

Коэффициент устойчивости φ при центральном сжатии определяется по т.

К.1 Приложения [1] в зависимости от условной гибкости и типа кривой устойчивости (сечения « b ») т. 1.4.1 [1] (т. 8 М.У.). Для найденной гибкости

1,04 коэффициент устойчивости φ = 0,9438.

Проверка местной устойчивости стенки

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 жесткости 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], в

зависимости от соотношения / Rs и относительной линейной деформации сжатого пояса балки (1.5.5.8 [1]). При этом значения средних касательных напряжений следует принимать равным Q Aw , а значение определять по формуле:

35

Местная устойчивость стенки проверяется в отдельных отсеках. Для проверки выбираем отсеки, в которых возникают большие изгибающие моменты и большие поперечные силы (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:

1. В отсеках, длина которых меньше их расчетной высоты ( аr hef ),

средние значения внутренних усилий Mxi и Qxi определяются в сечении,

делящем отсек пополам аr /2.

2. В отсеках, длина которых больше их расчетной высоты ( аr > hef ),

средние значения внутренних усилий Mxi и Qxi определяются в сечении,

удаленном на расстоянии hef / 2 от правого ребра отсека (см. на рис. 3.4. определяются значения Mx1, Qx1, Mx2, Qx2, Mx3, Qx3).

3. В пределах отсеков, в которых внутренние усилия меняют свой знак,

средние значения Mxi и Qxi не определяются или определяются в отсеках с одним знаком (1.5.5.2 [1]).

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

В данном примере проверку местной устойчивости стенки выполняем в двух отсеках (1-ом и 3-ем, в одном больше изгибающий момент и меньше поперечная сила, в другом наоборот), средние значения моментов и поперечных сил в 1-ом и 3-ем отсеках определяются на расстоянии hef / 2, т.к.

аr = 142,5 см > hef = 104 см.

36

Средние значения моментов и поперечных сил 1 - го отсека:

Проверка местной устойчивости стенки 1-го отсека.

Относительная линейная деформация сжатого пояса балки:

соотношение площадей полки и стенки, принимаем толщину стенки tw 1,6 мм .

c1x cx 1 1,12 1,12

37

Значение средних касательных напряжений:

гибкость соответственно равна uw 2,2 .

Местную устойчивость стенки 1-го отсека следует считать обеспеченной,

если значение условной гибкости стенки w не превышает значения предельной условной гибкости стенки uw :

местную устойчивость стенки по методике для балок 1-го класса, без учета упругопластической работы стали (1.5.5.1 [1]) по формуле:

Проверку местной устойчивости стенок балок 1-го класса следует выполнять для расчетных сечений, где наибольшие сжимающие напряжения σ,

средние касательные напряжения τ и местные нормальные напряжения σloc,

обусловлены сосредоточенным нагружением, приложенным к поясу балки. При этом, нормальные сжимающие напряжения σ необходимо определять в опасных точках сечения стенки и принимать в расчет со знаком « плюс » (1.5.5.2 [1]).

Проверка местной устойчивости стенки 1-го отсека:

Фактические расчетные сжимающие напряжения на уровне поясных швов при симметричном сечении балки, а также фактические расчетные касательные напряжения составят:

где, Мxi, Qxi средние значения соответственно изгибающего момента и поперечной силы, которые действуют в границах отсека (см.

формулы 3.41, 3.42), кН см;

w условная гибкость стенки, см. формулу (3.44).

Условная гибкость стенки в переделах 1-го отсека:

w 6 Ry ;

39

Критические нормальные напряжения, при достижении которых стенка теряет устойчивость определяются по формуле:

где, ccr коэффициент, определяемый по т. 1.5.2 п.1.5.5.4-1.5.5.6 [1] (т. 17

М.У.), в зависимости от вида поясных соединений и значения

β коэффициент, определяемый по т. 1.5.3 [1] (т. 18 М.У.), в данном примере β = .

Критические касательные напряжения:

Т.к. под каждой силой стоит пара ребер жесткости σloc= 0. Тогда формула проверки местной устойчивости стенки примет следующий вид:

Условие выполняется, следовательно, устойчивость стенки в пределах 1-

го отсека обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки 3-го отсека:

Фактические расчетные сжимающие напряжения на уровне поясных швов при симметричном сечении балки, а также фактические расчетные касательные напряжения составят:

Условная гибкость стенки в переделах 3-го отсека:

41

Критические нормальные напряжения, при достижении которых стенка теряет устойчивость определяются по формуле 3.50 и 3.52.

Проверяем местную устойчивость стенки 3-го отсека:

Условие выполняется, следовательно, устойчивость стенки в пределах

3-го отсека обеспечена.

В рассмотренном примере обе 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 ( f uf ), которая определяется при 2,2 uw 5,5 по формуле

(1.5.5.15 [1]):

- для необрамленных свесов поясов балок двутаврового сечения предельная условная гибкость определяется по формуле:

uf 0,17 0,06 uw,min 0,17 0,06 2,2 0,302, [1.5.50] (3.59)

где, uw,min 2,2 предельная условная гибкость (см. стр. 37 М.У.).

42