2.2.7 Проверка принятого сечения балки

Проверяем стенку на срез по максимальным касательным напряжениям:

где S₁ – статический момент половины опорного сечения относительно нейтральной оси:

Поскольку изменение сечения осуществляется вблизи опор в месте фактического перехода от более мощного сечения к облегченному, в стенке развиваются не только значительные нормальные, но и касательные напряжения. Поэтому необходима проверка приведенных напряжений при их совместном действии в месте изменения сечений и под ближайшей балкой настила на расстоянии х₂ = 2,5 м (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 – К определению приведенных напряжений

в стенке главной балки

Проверку проводим в точках А и Б сечения (рисунок 2.6) в месте соединения стенки с полкой по формуле:

Определяем статический момент пояса относительно нейтральной оси:

Предварительно вычисляем местные напряжения в стенке главной балки (рисунок 2.7):

Рисунок 2.7 – Местные напряжения в стенке главной балки

где l_ef – расчетная длина действия местных напряжений:

,

F = 71,46 кН – опорная реакция балки настила по 1 варианту (пример 1).

а) Проверка приведенных напряжений в месте

изменения сечения(точка А)

Расчетные усилия для этого сечения (х₁ = 3 м) определены ранее в разделе изменения сечения балки: М₁ = 3264,8 кНм, Q₁ = 870,6 кН. Напряжения в уровне низа полки (точка А на рисунке 2.6):

Так как в сечении х₁ местные напряжения отсутствуют, формула определения приведенных напряжений преобразуется в следующую:

где 1,15 – коэффициент по п. 5.14* [1].

Прочность стенки в месте изменения сечения обеспечена.

б) Проверка приведенных напряжений под балкой настила (точка Б)

Определяем расчетные усилия в сечении х₂ = 2,5 м:

Напряжения в точке Б:

Приведенные напряжения:

Прочность балки в сечении х₂ обеспечена.

2.2.8 Проверка общей устойчивости балки

В соответствии с п. 5.16^* [1] устойчивость балок проверять не требуется, если выполняются следующие условия:

1) Нагрузка передается через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный, что соответствует схеме сопряжения балок в одном уровне;

2) При отношении расчетной длины балки из плоскости l_ef к ширине сжатого пояса b_f , не превышающих значений, определяемых по таблице 8^* [1].

За расчетную длину балки из плоскости принимается расстояние между элементами, препятствующими деформациям сжатого пояса из плоскости. Такими элементами при поэтажной схеме сопряжения являются балки настила, установленные по верхнему (сжатому) поясу через 1 м, следовательно, l_ef = 100 см.

Соотношение по таблице 8^* [1] равно:

.

Проверяем это условие в двух сечениях:

а) в области развития пластических деформаций

в середине пролёта

Определяем коэффициент , который вводится при расчете балки с учетом развития пластических деформаций:

.

В данном случае с₁ = с = 1,108 по пункту 5.18 [1] и таблице 66 [1] при А_f / A_w = 42×3 / 170×1,2 = 0,618. Проверяем условие:

Условие выполняется.

б) в области упругих деформаций по уменьшенному

сечению:

где  = 1 – в области упругих деформаций.

Оба условия выполняются, следовательно, общая устойчивость балки обеспечена.