4.8 Проверка общей устойчивости главной балки

Проверка общей устойчивости производится по формуле:

l_н / b_п^изм = 140 / 20 = 7 ≤ [l_н / b_п^изм] = [0,41 + 0,0032 * b_п^изм / δ_п + (0,73 – 0,016 * b_п^изм / δ_п) * b_п^изм / h_о] * (E / R_y)^½ = [0,41 + 0,0032 * 20 / 1.2 + (0,73 – 0,016 * 20 / 1.2) * 20 / 140] * (2*10⁶ / 2450)^½ = 14,9 - условие общей устойчивости выполняется.

4.9 Расстановка ребер жесткости

λ_w = h_ст / δ_ст * (R_y / E)^½ = 140 / 1.2 * (2450 / 2*10⁶)^½ = 4,08.

При λ_w ≤ 6 для обеспечения местной устойчивости стенки необходимо укрепить ее поперечными ребрами жесткости (см. рис. 4.8).

Проверка 1 отсека (отсек, расположенный максимально близко к середине пролета):

– проверка выполняется.

Проверка 2 отсека (отсек, расположенный у опоры):

– проверка выполняется.

Проверка 3 отсека (отсек в месте изменения сечения ГБ):

– проверка выполняется.

Ширина ребра жесткости:

b_р^тр = h_ст / 30 + 4 см = 140 / 30 + 4 = 8,67 см.

Принимаем b_р = 9 см.

Толщина ребра жесткости:

δ_р^тр = 2 * b_р * (R_y / E)^½ = 2 * 9 * (2450 / 2*10⁶)^½ = 0.61 см;

Принимаем δ_р = 8 мм.

Шаг ребер жесткости из конструктивных соображений принимаем равным шагу балок настила, то есть 1.5 м.

4.10 Проектирование поясных швов

Поясные швы непрерывны с постоянным по длине балки катетом шва k_f:

k_f = Q_max * S_n / (n * I_x * β_f * R_wf) = 62177.51 * 2840 / (2 * 1081013.33 * 1,1 * 2100) = =0,07 cм;

где n – количе2*ство плоскостей среза;

β_f – коэффициент, учитывающий вид сварки;

R_wf – расчетное сопротивление срезу, зависящее от марки сварочной проволоки, марки стали (для стали С245 и проволоки СВ-08Г2С R_wf = 2100 кг/см²);

Принимаем катет шва по: k_f = 6 мм.

4.11 Проектирование укрепительного стыка на высокопрочных болтах

Необходимость монтажного стыка обусловлена большой длиной главной балки (превосходящей допустимую из условия транспортировки).

Стык принят на высокопрочных болтах, что допускает отсутствие на месте монтажа сложного и дорогостоящего сварочного оборудования и оборудования для проверки качества швов, высококвалифицированного персонала, а также отличается большей скоростью монтажа по сравнению со сварочным стыком.

Целесообразно расположить стык на расстоянии ¼ L_гб (см. рис. 4.9), где:

Рис.4.9 Место расположения стыка

x = 3,75 м;

M_max = q_гб*L² /8 = 8290,33*15²/8 = 233165,64 кг*м;

Q_x = -q_гб*x + q_гб*L/2 = -8290,33*3,75 + 8290,33*15/2 = 31088,74 кг;

W_x^треб = M_x / (R_y * γ_c) = 160301 / (24,5*1) = 6542,9 cм³.

Используются высокопрочные болты марки 40х “Селект”. Болты работают только на растяжение. Принимаем диаметр болтов ∅24 мм (А_нт = 3,52 см²). Диаметр отверстий под болты - ∅28 мм.

Стык рассчитывается в предположении, что полка воспринимает часть изгибающего момента и совсем не воспринимает поперечную силу. Стенка воспринимает оставшуюся часть изгибающего момента и всю поперечную силу:

I_ст = δ_ст * h_ст³ / 12 = 1.2 * 140³ / 12 = 274400 см⁴;

М_ст = М_х * I_ст / I_х = 160301 * 274400 / 1081013.33 = 40690,15 кг*м;

М_п = М_х - М_ст = 160301 - 40690,15 = 173979.83 кг*м;

Проектирование стыка по стенке.

Стык по стенке сначала конструируется, а потом проверяется расчетом.

Определение толщины накладки по стенке:

Распределение внутренних усилий в накладках по стенке:

n_б.ст=22 - количество болтов по стенке,

n_тр = 2 - количество плоскостей трения,

Q_bh - несущая способность фрикционного соединения, стянутого одним болтом по одной плоскости трения.

- расчетное сопротивление болта растяжению,

- коэффициент, зависящий от количества болтов в соединении,

- коэффициент трения поверхности, зависящий от шероховатости,

- коэффициент трения, зависящий от метода контроля затяжки болта,

- проверка выполнена, прочность стыка по стенке обеспечена.

Проектирование стыков по полкам.

Определение внутренних усилий в накладках на стенку главной балки (см. рис. 4.12):

Рис.4.12 Распределение внутренних усилий в накладках

по полкам под действием внешней нагрузки

Стык сначала рассчитывается, а потом конструируется.

Момент, воспринимаемый полками Мп, трансформируется в пару сил, действующих на накладку:

принимаем количество болтов по накладке полки, для одной стороны стыка, равным 8 штук.

Назначение размеров накладки (по полке):

1. ширина:

2. толщина:

округляем до ближайшей большей стандартной толщины листов: