39.Перелічити деталі конструктивних елементів в балках і колонах, які працюють на зминання

Опорні ребра в балках. Опорні ребра незалежно від їх конструктивного вирішення розраховують за зминанням торцевої поверхні:

де , - ширина і товщина опорного ребра; - розрахунковий опір сталі зминанню.

На практиці звичайно задають товщину опорного ребра =12…20 мм і, використовуючи формулу, знаходять необхідну ширину опорного ребра , яку не слід брати менше ніж 180…200 мм. Торцеві ребра розраховують на зминання, якщо виступаюча нижче поясу частина ребра . Звичайно цей розмір беруть таким, що дорівнює 15…20 мм. Якщо , то розрахунок ребра необхідно вести за міцністю і замість в формулу підставити .

Консольні ребра колони.

Товщину елемента колони(консольного ребра), що знаходиться безпосередньо під опорним ребром балки, беруть не менше, ніж за умовою роботи на зминання:

де – розрахункове зусилля; - розрахунковий опір сталі зминанню; - розрахункова довжина ділянки зминання

тут - ширина опорного ребра балки; - товщина плити оголовка.

Ширину вертикальних консольних ребер призначають таким чином, щоб довжина ділянки їх зминання дорівнювала . Довжину консольних ребер беруть такою, що дорівнює довжині діафрагми, а зварні шви, що їх прикріплюють, розраховують на сприйняття сили і згинального моменту . З конструктивних міркувань довжину діафрагми та ребер призначають не менше як 0,6h , де h – висота стінки суцільної або мінімальний розмір перерізу наскрізної колони.

40. Доведіть доцільність зміни перерізу балки по її довжині, як це робиться?

Варіант№1

Переріз складеної балки, підібраний по максимальному згинальному моменті, можна зменшити в місцях зниження моментів (у розрізних балках - в опор). Однак кожна зміна перерізу, що дає економію матеріалу, трохи збільшує трудомісткість виготовлення балки, і тому воно економічно доцільно тільки для балок прольотом 10 - 12 м і більше.

Змінити переріз балки можна, зменшивши її висоту або перетин поясів. Зміна перерізу зменшенням висоти стінки балки (див. мал. а) більш складна, може потребувати збільшення товщини стінки для сприйняття дотичних напружень, а тому застосовується рідко.

Перетин балки можна змінити зменшенням ширини або товщини пояса. У зварених балках поширена зміна ширини пояса (див. мал. б) , висота балки при цьому зберігається постійною (верхній пояс гладкий і можливе як поверхове обпирання балок, що підтримують настил, так і укладання рейки підкранової балки); менш зручно змінювати товщину пояса, тому що балка виявляється неоднакової висоти (див. мал. в) , при цьому ускладнюється й замовлення сталі.

У клепаних балках і балках з поясними з'єднаннями на високоміцних болтах переріз змінюють зменшенням або збільшенням числа горизонтальних листів (див. мал. г).

У розрізних зварених балках прольотом до 30 м приймається одна зміна перетину пояса (по одну сторону від осі симетрії балки по довжині). Введення другої зміни перетину поясів економічно недоцільно, тому що дає додаткову економію матеріалу лише на 3 - 4 %. Більше значної економії сталі можна досягти шляхом безперервної зміни ширини поясів (див. мал. д), одержуваної діагональним розкроєм широкополосної сталі кисневим різанням. Однак воно пов'язане зі збільшенням трудомісткості виготовлення балки й застосовується рідко.

При рівномірному навантаженні найвигідніше по витраті сталі місце зміни перерізу поясів однопрогонової звареної балки перебуває на відстані приблизно 1/ прольоту балки від опори.

Згинальний момент і перерізуючи сила в місці зміни перерізу:

У балках змінного перерізу розвиток пластичних деформацій варто враховувати тільки в одному перетині з найбільш несприятливим сполученням М и Q, в інших перетинах розвиток пластичних деформацій не допускається.

Варіант№2

Переріз балки звичайно компонують по найбільшому розрахунковому згинальному моменту . Однак ближче до опор момент зменшується, що дозволяє зменшити переріз балки. Змінювати переріз доцільно у тому випадку, якщо економія від зниження витрат сталі перевищує подорожчання від зростання трудомісткості виготовлення. Тому змінювати переріз доцільно, як правило, в балках великих прольотів – 12 м і вище. Зміну перерізу здійснюють найчастіше за рахунок зміни площі поясів шляхом зменшення їх ширини на відстані (1/5…1/6) від опори (рис.). Звичайно призначають відстань від опори до місця змінення перерізу і визначають в цьому перерізі момент і перерізуючи силу .

Необхідний момент опору зміненого перерізу обчислюють за формулою:

де - розрахунковий опір зварного стикового шва при розтягненні.

Це пояснюється тим, що в місці зміни перерізу поясів знаходиться зварний шов, несуча здатність матеріалу якого не перевищує несучої здатності основного настилу ( )

Необхідну площу зміненого перерізу поясу визначають за формулою

Нова ширина поясу повинна задовольняти такі конструктивні вимоги: .

В перерізі, де змінюється ширина поясу, в стінці балки необхідно перевірити зведені напруження за формулою для волокна, розташованого в рівні з’єднання поясу зі стінкою:

де - нормальні напруження в стінці в рівні поясних швів (або в рівні початку внутрішнього заокруглення стінки в прокатних балках); - місцеві напруження; - дотичні напруження.