3.4 Расчет опорного ребра

Конец балки в месте опирания ее на колонну укрепляем опорными ребрами; т.е. вся опорная реакция передается с балки на опору через эти ребра жесткости. Ребра жесткости для передачи опорной реакции надежно прикрепляем к стенке балки сварными швами, а торец ребер жесткости строгают для непосредственной передачи опорного давления на стальную колонну. Для правильной передачи давления на колонну центр опорной поверхности ребра совмещаем с осью полки колонны (рисунок 3.2).

Размер опорных ребер жесткости определяем из расчета на смятие торца ребра [1]. Площадь смятия опорного ребра

, (3.24)

где - расчетное сопротивление стали смятию [1];

. (3.25)

МПа.

м².

Рисунок 3.2 - К расчету опорной части балки

Выступающую вниз часть опорного ребра (рисунок 3.2) принимаем толщиной 18 мм, ширину ребра принимаем м, толщину ребрам=25 мм.

Опорный участок балки проверяем на устойчивость из плоскости балки как условный опорный стержень, включающий в площадь расчетного сечения опорные ребра и часть стенки балки b_op шириной по

м в каждую сторону (на рисунке 3.2 эта площадь заштрихована) и длиной, равной высоте стенке балки, т.е. м².

Момент инерции, относительно оси z

м⁴.

Радиус инерции м. Тогда.

(- коэффициент продольного изгиба ребра).

Проверку на устойчивость осуществляем по формуле [5]

. (3.26)

Па=280,526 МПаН/м²=315 Мпа,

условие выполняется.

Опорное ребро крепится к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой (Св-10НМА), которую выбираем по [5], МПа. По таблице 4.8 принимаем минимальный катет сварных швовмм и определяем расчетную длину одного шва по формулем.

Напряжение срезу швов по металлу шва и металлу границы сплавления

, (3.27)

, (3.28)

где м².

МПа.

МПа.

Па<МПа, условие выполняется.

Па=197,636 МПа<МПа, условие выполняется.

3.5 Опирания и сопряжения балок

Этажное сопряжение, при котором одна балка опирается сверху на другую (рисунок 4.3), является простейшим, но из-за возможного отгиба верхнего пояса главной балки, оно может передавать небольшие опорные реакции. Балки настила укладываются на верхний пояс главной балки и прикрепляются к нему двумя болтами нормальной точности (ГОСТ 7798-70) диаметром 20 мм без расчета.

В месте приложения местной нагрузки следует проверить стенку главной балки на местные напряжения [4].

, (4.33)

где Q - расчетное значение местной нагрузки, равняется поперечной силе на балке настила;

- условная длина распределения нагрузки;

- толщина верхнего пояса балки;

-ширина полки принятого двутавра.

м

Па=42,523 МПаМПа, условие выполняется.

3.6 Изменение сечения главной балки по длине

Сечение составной балки, подобранное по максимальному изгибающему моменту, можно уменьшить в местах снижения моментов (для разрезных балок - у опор). Это дает экономию материала, но несколько увеличивает трудоемкость изготовления.

В данной курсовой работе рассматривается изменение сечения балки по длине путем уменьшения ширины ее поясов. При равномерной нагрузке наивыгоднейшее по расходу стали место изменения сечения поясов однопролетной сварной балки находится на расстоянии примерно 1/6 пролета балки от опоры (рисунок 3.4). Сечения поясов соединяют сварным швом встык без применения физических методов контроля, т.е. МПа.

Момент, действующий в месте изменения сечения и перерезывающая сила в сечении [1]

где x - расстояние от опоры до места изменения сечения.

Н·м=8240,28 кН·м

Н=2315,6 кН.

Рисунок 3.4 – Расчетные схемы к изменению сечения поясов главной балки

По моменту определяем требуемый момент сопротивления, а затем момент инерции измененного сечения исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение

м³; м⁴.

Требуемый момент инерции поясов и требуемая площадь сечения поясов

м⁴; м².

Ширина уменьшенного сечения пояса м; принимаемм;

Момент инерции и момент сопротивления уменьшенного сечения

м⁴; м³.

Нормальные напряжения

. (3.30)

Па=263,93 МПа<МПа.

Проверяем приведенные напряжения по формуле [1] в сечении I - I (рисунок 3.4) - месте изменения сечения балки (где они будут максимальны):

; (3.31)

где Па=256,011 МПа;

м³;

Па=59,957 МПа.

Па=276,272 МПа <МПа, условие выполняется.