4.2. Подбор сечения стрингеров.

Опорами стрингеров служат поперечные поддерживающие элементы пролетного строения- диафрагмы, располагающиеся по длине ригеля с шагом (рис.9).

Рис. 9

Стрингер - многопролетная балка, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой по длине qc(рис.10).

Рис. 10

Нагрузка qcна стрингер определяется шириной его участка загружения гидростатическим давлением (рис. 11).

Рис. 11

Из условия прочности на изгиб

определяем требуемый момент сопротивления прокатного профиля

.

Для всех стрингеров выбирается один номер профиля по наиболее загруженному стрингеру.

Наиболее нагруженный стрингер на третьем уровне :

при шаге диафрагмимеем изгибающий момент

кНм

Момент сопротивления:

Принимаем швеллер №16: ,

Принимаем этот профиль для всех стрингеров.

4. Расчет и конструирование ригеля.

   0. Подбор сечения.

Поскольку обшивка затвора приваривается непосредственно к стенке ригеля, то некоторая ее часть включается в работу ригеля на общий изгиб (рис. 12). По нормам в сечение ригеля может быть включена ширина обшивки с каждой стороны стенки, не превышающая величины , где- пролет ригеля (см. рис. 3).

Однако эти предельно допустимые величины не всегда реально достижимы. Так, в межригельном участке ширинане может превосходить(см. рис. 2), а для нижнего ригеля включаемая часть обшивки со стороны порога ограничивается длиной консоли. С учетом этих замечаний определяется общая ширина, используемая в сечении ригеля.

Из условия прочности ригеля на изгиб

находим требуемый момент сопротивления

Рис. 12

Рис. 13

Предполагая ширину безнапорного пояса ригеля в пределах 25 мм находим для листа из стали С 255 расчетное сопротивление , тогда.

Оптимальная высота сечения ригеля:

Минимальная высота:

Принимаем округленно h=140 см

Ширина обшивки, включенная в состав сечения нижнего ригеля:

При высоте ригеля на опоре h´=0,6·140=84 см толщина стенки по срезу равна

Площадь безнапорного пояса:

Принимаем стандартную полосу

5.2. Проверка прочности и жесткости ригеля.

Сечение ригеля должно удовлетворять следующим условиям прочности:

Нормальные напряжения зависят от изгибающего момента

, гдеJ- момент инерции сечения относительно оси х- х, проходящей через его центр тяжести.

Касательные напряжения в стенке определяются поперечной силой в ригеле Q:

, гдеS- статический момент отсеченной части сечения, выше или ниже рассматриваемой точки в стенке относительно оси х- х.

Максимальные нормальные напряжения возникают в сечении посредине пролета в безнапорном поясе (рис. 13). Максимум касательных напряжений приходится на стенку в уровне центра тяжести сечения на опоре (рис. 14). Приведенные напряжения проверяются в четверти пролета в нижней части стенки, т.е. в месте примыкания ее к безнапорному поясу.

Площадь сечения в пролете:

Положение центра тяжести:

Момент инерции относительно главной оси х - х:

Прочность ригель посередине пролета:

В опорном сечении проверяем максимальные касательные напряжения:

Площадь сечения на опоре (рис. 14):

Положение центра тяжести:

Момент инерции относительно главной оси х- х:

Рис. 14

Статический момент части сечения, лежащей ниже центра тяжести:

прочность ригеля обеспечена.