4.2 Зміна перерізу балки.
В балках, проліт яких перевищує 10 м, доцільно, з метою економії металу, змінити переріз. При рівномірному навантаженні місце зміни перерізу приймають на відстані приблизно 1/6 прольоту балки, рахуючи від опори. Зміну перерізу в курсовій роботі слід виконати за рахунок зменшення ширини поясу. Змінений переріз розраховують без урахування пластичних деформацій, якщо в основному перерізі це враховано.
Послідовність розрахунку.
Визначають розрахункові зусилля в місці зміни перерізу (рис. 6)
(19)
(20)
а)
б)
Рис. 6. Зміна перерізу балки.
а) – розрахункова схема; б) – схема до перевірки приведених напруг.
Формули (12, 13) справедливі при рівномірно розподіленому навантаженні. В інших випадках розрахункові зусилля визначають методами опору матеріалів.
2.
Визначають
необхідний момент інерції і момент
опору зміненого перерізу, виходячи
з міцності стикового шва при розтягу
(розрахунковий опір стикового шва
розтягу при фізичному контролі якості
приймають
а при його відсутності
):
;
.
3. Розраховують необхідний момент інерції і площу перерізу поясів:
;
4. Призначають переріз поясу, ширина якого повинна відповідати наступним вимогам:
;
;
.
(21)
5. Знаходять момент інерції і момент опору зменшеного перерізу
;
.
Перевіряють міцність зміненого перерізу балки по нормальним напругам
(22)
Приклад 4.2
Необхідно змінити переріз балки по довжині, розрахованої в прикладі 1.2, при наступних вихідних даних: переріз змінити за рахунок зміни ширини поясу; різні перерізи поясів з'єднати прямим стиковим швом без використання фізичних методів контролю його якості.
Розв’язок:
Місце зміни перерізу балки приймаємо на відстані від опори:
.
Розрахункові зусилля в місці зміни перерізу:
,
Необхідний момент опору і момент інерції зміненого перерізу, виходячи з міцності стикового шва розтягнутої зони
;
.
Момент
інерції, який припадає на пояси:
Необхідна
площа перерізу поясу
.
Приймаємо
пояс з широкополосної універсальної
сталі перерізом 280х25
мм з
.
Прийнятий
пояс задовольняє вимогам
.
Момент інерції і момент опору зменшеного перерізу:
;
.
Нормальні напруження в місці зміни перерізу
4.3 Перевірка балок на міцність, жорсткість і загальну стійкість.
В розрізних балках місце максимальних нормальних і дотичних напруг як правило не співпадають, а тому поряд з окремими перевірки а і х необхідно виконати перевірку їх спільної дії в місцях з найбільш небезпечним сполученням згинаючого моменту і поперечної сили (на опорі нерозрізної балки, в місці зміни перерізу розрізної складеної балки і т. п.) на рівні поясних швів або внутрішніх рисок болтів по висоті.