3.10.1. Пример проверки местной устойчивости стенки

и конструирование ребер жесткости

Исходные данные см. пример п. 3.5.

Толщина стенки назначалась из условия укрепления ее только поперечными ребрами жесткости.

С целью выяснения необходимости проверки местной устойчивости стенки, определяем ее условную гибкость и проверяем выполнения условия (3.40): - местная устойчивость стенки обеспечена, проверка не требуется.

Так как - стенку следует укреплять поперечными ребрами жесткости на расстоянии не более 2h_ef = 2·106 = 212 см. Если поперечные ребра ставить только в местах крепления к главной балке вспомогательных балок, шаг которых 300 см, это условие не выполняется. Поэтому принимаем шаг ребер жесткости 150 см и будем использовать для крепления вспомогательных балок.

Определяем размеры ребер жесткости:

ширина ребра b_h = 1060/30 + 40 = 75 мм.

Из расчета крепления вспомогательной балки болтами нормальной точности d = 16 мм вычисляем минимальную ширину ребра:

b_min = 3d_отв + 10 = 3·18 + 10 = 64 мм. Окончательно назначаем ширину ребра 80 мм.

Толщина ребра t_s = = 0,54 см. В соответствии с сортаментом на листовую сталь принимаемt_s = 6 мм.

3.11. Расчет опорного ребра главной балки

Исходя из расчетной схемы, опорный узел должен быть законструирован так, чтобы передавать значительные вертикальные усилия на колонны с одновременным поворотом опорных сечений (шарнирное закрепление). Если конструкции креплений будут препятствовать обжатию и повороту сечений, то появляющиеся при этом усилия вызовут в элементах крепления трещины.

Рис. 3.6. Опорный узел главной балки:

а - конструкция опорного ребра; б - соединение главных балок между собой;

в - расчетная схема опорного ребра; г - сечение условной стойки.

Наиболее часто применяется торцевое опорное ребро (рис.36).

Расчет опорного ребра главной балки ведем в соответствии с п.7.12. СНиП [4] на продольный изгиб из плоскости, как стойку, нагруженную опорной реакцией. В расчетное сечение этой стойки следует включать сечение ребра жесткости и полосу стенки шириной .

Расчетную длину стойки l_y принимают равной высоте стенки h_w.

Ширина опорного ребра b_h обычно принимается равной ширине пояса на опоре b_h = b_f1.

Толщина опорного ребра t_h определяется из расчета на смятие его торцевой поверхности.

 N/A ≤ R_p_c, (3.45)

где N - продольные усилия в ребре; N = R_ГБ = Q^Р; R_р - расчетное сопротивление стали торцевому смятию; R_р = R_un_м = R_u , табл.51* [4]; А - площадь смятия, А = b_h t_h. Для обеспечения передачи опорного давления по всей площади опорного сечения ребра торцевую поверхность ребра фрезеруют и оговаривают это условие на рабочих чертежах балки.

Толщина ребра из (3.45):

. (3.46)

Полученное значение толщины опорного ребра округляем в большую сторону в соответствии с сортаментом на листовую сталь.

Для обеспечения жесткости выступающего участка торцевого ребра размер выступа ограничен величиной а_h 1.5t_h .

Принятое сечение опорного ребра должно обеспечивать устойчивость условной опорной стойки из плоскости балки.

Проверка опорного ребра на устойчивость производится в соответствии с п. 5.3 [4] по формуле:

 = N/A=R_y_c. (3.47)

Площадь сечения условной стойки А = b_ht_h + ct_w. Значение коэффициента продольного изгиба  определяем по гибкости _y = h_h /i_y, где h_h - высота ребра, h_h = h + à_h - t_f; i_y - радиус инерции сечения условной стойки относительно оси y-y, ,J_y = t_hb_h³/12+ ct_w³/12.

Свободный поворот верхнего опорного сечения балки осуществляется за счет постановки крепежных болтов нормальной точности, только в нижних частях главных балок.

Сварной шов для крепления опорного ребра к стенке балки проверяется на прочность по формуле:

, (3.48)

где l_w - расчетная длина шва, принимаемая с учетом неравномерной работы сварного шва по длине, l_w = 85k_f_f .

Катетом шва задаются в зависимости от толщины соединяемых элементов, руководствуясь положениями п. 12.8 и табл. 38^* [4].