3.3 Проверка прочности балки

Проверим балку по наибольшим касательным напряжениям и приведенным напряжениям в наиболее опасных сечениях – местах изменения сечения и в местах неблагоприятных сочетаний изгибающих моментов и поперечных сил.

Наибольшие касательные напряжения действуют в сечениях с максимальной поперечной силой Q_max

где S_f.сеч – статический момент полусечения на опоре,

kH/м²

,

Проверку по приведенным напряжениям производим для наиболее опасных сечений, определяемых положением точек 1’ и 2’,

,

где напряжения вычисляются по формулам: , ,

M_s и Q_s – изгибающий момент и поперечная сила соответственно, принимаемые по эпюрам, определяемые положением точек 1’ и 2’ рис.7 , S_f2 – статический момент отсеченной части сечения. Так как напряжения определяются в точках на уровне поясных швов, статический момент будет равен:

см³,

Сечение 1-1

,

,

Сечение 2-2

,

3.4 Расчет сварных швов, прикрепляющих пояса к стене балки

Расчетное усилие, приходящееся на поясной шов длинной см:

Минимальный катет одностороннего шва из условия среза по материалу шва:

см,

Катет одностороннего шва из условия среза по материалу границы сплавления:

см,

где - коэффициенты условия работы шва

Принимаем за расчетный катет, исходя из следующих конструктивных решений:

, где мм- нормативное минимальное значение катета шва в зависимости от толщины более толстого из свариваемых элементов [1, п.12.6, табл.38^*].

Принимаем двусторонний шов с катетом мм.

3.5 Проверка общей устойчивости

Устойчивость балок двутаврового симметричного сечения на участке между связями не требуется проверять, если выполняется условие:

Для участка балки с шириной полки

,

,

3.6 Местная устойчивость стенки балки

В местах сосредоточения больших сосредоточенных неподвижных нагрузок от второстепенных балок следует устанавливать основные поперечные ребра жесткости на всю высоту стенки главной балки рис8.

Ширина выступающей части (мм) для парно симметричного ребра:

,

принимаем см,

если ребро выступает за

края полки, то его обрезают.

толщина ребра:

см,

принимаем

3.7 Расчет опорного ребра главной балки

Участки стенки балки, составного сечения, над опорами следует укреплять опорными ребрами жесткости рис.10

Размер опорного ребра определяется из расчета на смятие торца ребра при

,

Где -расчетное сопротивление прокатной стали смятию (при наличии пригонки) [1,таб.1];

- максимальная поперечная сила на опоре; - требуемая площадь опорного ребра на смятие.

Ширина опорного ребра:

Толщина опорного ребра:

Принимаем толщину опорного ребра

Высота опорного ребра

Проверка опорной стойки балки на устойчивость:

где - расчетная условная площадь сечения центрально-сжатого элемента,

- коэф. Продольного изгиба стойки принимается по таб.72 [1] и зависит от гибкости :

i – радиус инерции:

Нижний торец ребер должен быть плотно пригнан или приварен к нижнему поясу балки.

3.8 Расчет и конструирование монтажного стыка главной балки перекрытия

Соединение выполнено на высокопрочных болтах, а требуемая надежность достигается горизонтальными накладками, установленными по верхней и нижней полкам, и двухсторонними вертикальными накладками по стенке балки.

Расчет каждого элемента ведут раздельно.

1.Стык поясов:

Каждый пояс перекрывается тремя накладками.

Ширина накладок поясов:

- верхняя накладка верхнего пояса или нижняя накладка нижнего пояса.

- нижние накладки верхнего пояса или верхние накладки нижнего пояса принимаем

из условия :

принимаем

Количество болтов для прикрепления стыковых накладок к поясу балки определяется по осевому усилию в полке :

Где -изгибающий момент, воспринимаемый на полки балки,

где - момент в месте стыка;

-момент инерции балки

Количество болтов:

,

где: - расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом; - количество плоскостей трения (в данном стыке ).

где: - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта [1, табл. 61^*]; -наименьшее временное сопративление болта разрыву,принимаемое равным временному сопративлению _u по ГОСТу(=110кН/см²); - коэффициент трения, - коэффициент надежности [1, табл. 36^*]; - площадь сечения болта нетто [1, табл. 62^*]; - коэффициент условий работы соединения.

Диаметр болта: 20мм

Это количество болтов ставят на каждую полку по каждую сторону от центра стыка. Длина накладок на полки определяется исходя из условий размещения болтов по таб.39[1].

Длина накладок на полки: 34см

2.Стык стенки:

Стенку перекрывают двумя вертикальными накладками.

Высота накладки.

Толщина накладки. принимаем

Для расчета накладок на стенку рекомендуется задаться: количеством вертикальных рядов болтов на полунакладке – m, количеством пар, симметричных относительно средины стенки, болтов – i. диаметром высокопрочных болтов.

Принимаем расстояние между болтами в любом направлении 90 мм, m = 8, i = 3

Момент, действующий на стенку:

Максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, действующее на каждый крайний наиболее нагруженный болт:

где - максимальное расстояние между крайними симметричными болтами;- сумма квадратов шагов болтов.

Вертикальное усилие V, приходящееся на один высокопрочный болт стыка стенки от поперечной силы:

несущая способность наиболее нагруженного высокопрочного болта:

,

Длина накладки lн=550мм , ширина накладки 760мм