3.7Определение размеров вертикальных ребер

Рисунок 3.6– К расчету устойчивости стенки

Для обеспечения устойчивости вертикальной стенки балки и геометрической неизменяемости контура поперечного сечения необходимо устанавливать вертикальные ребра жесткости. В местах передачи на балку сосредоточенных усилий и под опорами располагают опорные ребра, а между ними промежуточные. Расстояние между промежуточными ребрами выбирают из условия устойчивости вертикальной стенки, закрепленной с четырех сторон, как показано на рисунке 3.6. Для обеспечения геометрической неизменяемости контура поперечного сечения при скручивании двутавровой балки требуется ставить ребра не реже чем через . Критические касательные напряжения в закрепленной пластине вычисляются по формуле

.

Значения коэффициента k выбирают из таблицы 3.5.

Таблица 3.5–Зависимость коэффициентов устойчивости от размеров ячейки

a/h	1,0	1,2	1,4	1,5	1,8	2,0	2,5	3,0	
k	8,5	7,2	6,6	6,4	6,15	5,95	5,7	5,5	4,5

Рисунок 3.7– Ребро

Наибольшее значение касательных напряжений определено в точке А: _max=32,6 МПа, следовательно, критические напряжения не должны быть меньше этой величины, тогда

.

Полученное значение коэффициента k меньше 4,5, соответствующего бесконечно большому расстоянию между ребрами. Следовательно, по условию устойчивости не требуется устанавливать промежуточные ребра.

Опорные ребра устанавливаются в точках A,B,C,D,E, т.е. в точках приложения сосредоточенных сил.

Размеры промежуточных ребер, показанные на рисунке 3.7, выбирают по формулам: b_p=h/30+40; S_p=b_p/15 - для малоуглеродистых сталей; S_p=b_p/12 - для низколегированных сталей и цветных сплавов. В приведенных формулах используются размеры в миллиметрах. Размеры опорных ребер назначают в пределах 2b_p=0,75b_п; S_p=(0,8-1,0)S_в.

Для предупреждения пересечения трех взаимно перпендикулярных швов на ребрах делают высечки С=30 мм. Торцевые поверхности опорных ребер проверяют на смятие, считая что половина усилия передается на основание через ребра, половина – через вертикальную стенку. Допускаемые напряжения на смятие принимаем []_см=1,5[]. В рассматриваемом примере 2b_о.р. =0,75b_п=0,75*0,32=0,24 м, принимаем b_о.р.=0,12 м, S_о.р.=0,005 м.

Проверяем опорные ребра на смятие:

Прочность торцевой поверхности обеспечена. Опорное ребро проверяется на устойчивость как пластинка, закрепленная с трех сторон. Сжимающие напряжения в ребре не должны превысить критических:

,

здесь =0,3 - коэффициент Пуассона.

Коэффициент k выбирается по таблице 3.5 в зависимости от размера h_p/b_p=0,93/0,12=7,75, следовательно, k=4,5. Тогда

Критические напряжения для выбранных размеров опорных ребер значительно выше сжимающих напряжений, т.е. они не могут быть достигнуты.

Вычислим размеры промежуточных ребер:

Принимаем b_п.р.=75 мм, S_п.р.=5 мм. Максимальное расстояние между ребрами a_max=2,4^.0,93=2,232 м, следовательно, на консоли AD (см. рисунок 3.1) требуется не менее ребер; ставим два промежуточных ребра. На консоли BE n=0,75 - ставим одно промежуточное ребро. В пролете AB балки n=6,16 - ставим 7 ребер.

Опорные ребра на концах D и E устанавливаем на расстоянии от края балки равном м, таким образом, действительная длина балки м.