3.7. Проверка прочности балки по касательным напряжениям на опоре

На опоре, где в сечении действует максимальная поперечная сила, проверяется прочность сечения по касательным напряжениям

, (3.36)

где S₁ = (b_f1t_f)h₀/2 + (h_w t_w/2) h_w /4 - статический момент полусечения;

R_s = 0,58R_y, по табл. 1* [4]; Q^p – значение поперечной силы на опоре.

Эта проверка обычно выполняется тогда, когда определены параметры сечения балки на опоре, т.е. после решения задачи об изменении сечения балки.

3.7.1. Пример проверки прочности балки на опоре

Исходные данные примеров см. п. 3.5.1. и п. 3.6.1.

Вычисляем статический момент полусечения балки на опоре:

S₁ = 22·2·108/2+(106·1/2)106/4 = 3780,5 см³.

Проверка прочности по касательным напряжениям по (3.36):

= 783,09·3780,5/355859,33 = 8,32 кН/см² < 0,58·23 = 13,34кН/см².

Прочность балки на опоре обеспечена.

3.8. Расчет поясных швов

Соединение поясов составных сварных балок со стенкой осуществляется поясными сварными швами.

При изгибе балки это соединение предотвращает сдвиг поясов относительно стенки балки, который произошел бы при раздельной самостоятельной работе элементов.

Расчет соединения ведут на силу сдвига пояса относительно стенки.

Сдвигающая сила, приходящаяся на один см длины балки, определяется через касательные напряжения

. (3.37)

Задавшись видом сварки, определяют опасное сечение углового шва, по СНиП [4], для чего сравнивают произведения: и, гдеR_wf - расчетное сопротивление срезу по металлу шва по табл. 56 [4];

R_wz - расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления;

R_wz = 0,45R_un; R_un - нормативное сопротивление, установленное по пределу прочности, табл. 51* [4]; - коэффициенты глубины проплавления, зависящие от вида сварки и положения шва, определяемые по табл. 34* [4];- коэффициенты условий работы сварного соединения, п. 112 [4].

По наименьшему значению произведения определяют положение опасного сечения.

Задавшись минимальным катетом шва , исходя из толщины свариваемых элементов по табл. 38* [4], проверяют прочность сварного шва по одной из формул:

; (3.38)

, (3.39)

где n - число швов, n = 1 - при одностороннем шве и n = 2 при двусторонних поясных швах.

3.8.1. Пример расчета поясных швов

Исходные данные по примерам п. 3.5.1 и п. 3.6.1

Сдвигающую силу, приходящуюся на 1 см длины шва, определяем по (3.37):

Т = 783,09·2376 /355859,33 = 5,23 кН/см.

Принимаем электроды Э46. По СНиП [4] определяем R_wf =20кН/см²; ; R_wz = 0,45·36 = 16,2 кН/см²; ,.

Для определения опасного сечения углового шва сравниваем произведения: 20·1,1 = 22 кН/см² - по металлу шва и 16,2·1,15 = 18,63 кН/см² - по металлу границы сплавления.

18,63 кН/см² < 22 кН/см².

Опасное сечение проходит по металлу границы сплавления, проверку необходимо выполнять по (3.39).

Задаемся минимальным катетом исходя из толщины свариваемых элементов - k_f = 6 мм, и проверяем прочность сварного шва по (3.39):

5,23 < 2·1,15·0,6·16,2·1 = 22,3 - прочность шва обеспечена при катете шва

k_f = 6 мм.