21. Методика підбору перерізу складених зварних балок.

При значних прольотах та навантаженнях досить часто необхідний момент опору виявляється значно більше, ніж в сортаменті. Ці обставини обумовлюють використання складеного перерізу (зварних, клепаних або на болтах з високою міцністю).

Визначення попередніх компановочних розмірів балок та перевірка його на міцність та жорсткість виконується в наступній послідовності: 1) визначають нормативні та розрахункові значення навантажень, які припадають на балку; 2) визначають розрахункову схему балок та обчислюють розрахункові значення зусиль методами опору матеріалів; 3) обчислюють необхідний момент опору балок: . 4) визначають оптимальну висоту балки: , де =1,2...1,15;

=1,25...1,2.

(мм), де – орієнтована висота балки; , – проліт балки. 5) розраховують мінімальну висоту балки, виходячи з достатньої жорсткості при повному використанні розрахункового опору матеріалів:

– зворотня величина відносного прогину, регламентована нормами проектування; – відношення нормативного навантаження до розрахункового .

6) Призначають висоту балки близькою до оптимальної, але неменше мінімальної. Якщо балка пов’язана з іншими конструкціями умовами уніфікації, то її висота приймається кратною 100 мм. Слід підкреслити, що відхилення від оптимальної висоти на 20-25 % мало позначається на витратах сталі. 7) Перевіряють попередньо прийняту товщину стінки на зріз та забезпеченість місцевої стійкості без повздовжніх ребер.

За умови зрізу: ;

За умови забезпечення місцевої стійкості без повздовжніх ребер: .

Якщо товщина стінки, що одержана за умови міцності на зріз буде відрізнятися від попередньо прийнятої більше ніж на 2 мм, то слід призначити: , і скоректувати .

Товщина стінки повинна відповідати стандартам на товстолистову та прокатну сталь.

Компанують переріз поясів, як правило, з листів універсальної сталі. Площа поясних листів визначають наступним чином: Визначають необхідний момент інерції балки: .

Ширину поясів приймаємо: мм. Знаходимо висоту стінки: ; Потім знаходимо моменти інерції стінки та поясів: ; також можна знайти по такій формулі: Звідси знаходжу .

Призначати розміри поясних листів слід з урахуванням сортаменту широко плоскої уніфікованої сталі, дотримуючись наступних співвідношень.

За умови зварювання товщина стінки: ,

мм; .

8) Визначаємо необхідні геометричні характеристики балок: момент інерції:

= +

Знаходимо момент опору балки: .

Уточнюють значення С1, а потім перевіряють на міцність:

Потім перевіряють на жорсткість: . Якщо прийнята висота балки більше ніж , то жорсткість можна не перевіряти.

Інколи переріз балки потрібно корегувати з наступним переразрахунком, для того щоб забезпечити вимогу:

22. Розрахунок залізобетонних елементів таврового профілю.

b_f’- ширина полички тавра;

h_f’- висота полички тавра;

b_f’₁- еквівалентна ширина звісів тавра. (Рис.1.)

Ел-ти таврового профілю використ. у будівництві у вигляді окремих балок та ребристих плит. Такий переріз більш економічний ніж прямокутний, т. я. основна маса бетону знаходиться в стсн. зоні.

Враховуючи, що в міру віддалення від ребер полиці таврового перерізу напружені менше, в розрахунок вводять еквівалентну ширину звісів. Її прийм. рівною:

• не більше 1/6 прольоту і не більше 1/2 відстані С при умові, що h_f’≥0,1h.

• при відсутності поперечних ребер або при відстані між ними більше ніж відстані між повздовжніми ребрами та h_f’<0,1h.

b_f’₁= 6h_f’

• при консольних звісах полички при h_f’≥0,1h, b_f’₁= 6h_f’ в межах h_f’<0,1h. h_f’≥0,05h, b_f’₁ =3h_f’

Якщо h_f’<0,05h, то звіси в розрахунку не враховуються.

При розрахунках ел-тів таврового профілю з полицею в стисн. зоні розрізняють 2 випадки:

• 1) коли нейтральна вісь проходить в полиці;

• 2) коли нейтральна вісь пересікає ребро.

Випадок 1) спостерігається в ел-тах таврового профілю, коли звісі полиць достатньо розвинені, а кільк. ар-ри незначна. При цьому повинна виконуватись умова R_sA_s<R_b·b_f’·h_f’. В цьому випадку тавровий переріз розраховують, як прямокутний з розмірами перерізу b_f’, h.

Випадок 2) спостерігається в ел-тах таврового профілю, коли звісі полиць слабо розвинені. В цьому випадку стисн. зона складається із стисн. зони ребра та звісів полиць.

Положення нейтральної вісі визначають з р-ня:

R_sA_s-R_b·b_х+ R_b·(b_f’- b)·h_f’=0

М ≤ R_b·b·х(h_о-0,5х)+ R_b·(b_f’-b)·h_f’·(h_о- 0,5h_f’).

Для таврових перерізів повинна виконуватись вимога: або х <

З досвіду проектування розміри ел-тів таврового перерізу слід призначати: ; .

Розрахунковий випадок для ел-тів таврового профілю можна визначити за наступними ознаками:

1) якщо відомо всі дані по перерізу, включаючи ар-ру А_s : R_sA_s<R_b·b_f’·h_f’;

2) якщо відомо всі дані по перерізу і розрахунковий згинаючий момент:

М ≤ R_b·b_f’·h_f’·(h_о- 0,5h_f’).