 |
Проверка общей устойчивости балки
|
|
|
|
Теория кратко
Главная балка достаточно развита по высоте и узкая. При нагружении возможна потеря устойчивости из плоскости действия нагрузки, т.е. балка может выйти из своей геометрической плоскости и начнет отклонятся горизонтально. Что бы этого не происходило, балки настила крепятся к главной балки и они становятся распорками. Не смотря на принятые такие мероприятия необходимо делать проверку на устойчивость.
где
– коэффициент, учитывающий форму, геометрические характеристики, схему загружения и место приложения нагрузки.
Но по этой формуле можно не проверять, если нагрузка приложена к верхнему поясу и выполняется зависимость
где
Lef – расстояние между точками закрепления конструкции, т.е. это шаг балок настила (шаг второстепенных балок при усложненном варианте);
bf – ширина пояса главной балки;
tf – толщина пояса главной балки;
h0=hw+tf – расстояние между центрами тяжести поясов.
Этой формулой можно пользоваться если выполняется условия
и
.
расчет
Условие общей устойчивости выполняется.
2.3 Проверка местной устойчивости стенки балки с учетом местной нагрузки (вариант расчета)
Согласно СП 16.33300-2011 п. 8.5.9. в главной балке необходимо устанавливать ребра жесткости. Ребра устанавливаются из расчета, что расстояние между ребрами должно быть не более
В данном случае
Устанавливаем ребра с шагом не более 
т.е. не более 
Расставляем равномерно ребра по длине балки (назначаем отсеки)
Что бы ребро не попало на стык половинок балок (в середину) число отсеков должно нечетное
Ширина отсека 
высота отсека равна высоте стенки, т.е. 125 см.
Расставляем ребра по длине балки и назначаем расчётное сечение. В качестве расчетного отсека принимаем отсек, в котором было изменение сечения пояса.
|
|
|
При широком отсеке a>hw расчетное сечение в отсеке принимается на расстоянии половины высоты отсека от ребра жесткости наиболее загруженным изгибающим моментом, а при узком отсеке расчетное сечение принимается по средине отсека.
Т.к. 214>125 у нас широкий отсек и изменение сечения было во первом отсеке, то расчетное сечение Х2 =886 см.
‼‼ Возможен такой вариант. Например, шаг ребер оказался таким, что одно ребро попадает в место стыка поясов при изменении его ширины по длине. В реальном проектировании при таком случае или смещают место стыка м меньшую сторону (т.е. расстояние до стыка Х1 примут равным не 1,833м, а, например, 1,8м.) или сместят ребро жесткости (т.к. не большое смещение не превысит рекомендуемой ширины отсека 210см). Чаще всего, для избежания попадания ребра жесткости принимают решение о смещении ребер жёсткости к центру и установлении шага ребер, например, равным 200см <[210см].
В реальном проектировании требуется проверка местной устойчивости стенки каждого отсека. В курсовом проектировании достаточно проверить только один отсек.
-Расчетный момент в сечении Х2 балки:
- Поперечная сила в сечении Х2 балки:
Вычисляем действующие нормальные и касательные напряжения в сечении
(учитывая, что расчетное сечение x2=2м>x1=1,146м, момент сопротивления принимаем изменённое сечение, т.е. W2=W1. если расчетное сечение проходит через изменённое сечение балки по длине x2<x1 , то за расчетный момент сопротивления принимаютW2=Wx).
Критическое касательное напряжение в сечении принимается равным:
где
отношение большой стороны отсека к меньшей;
приведённая гибкость отсека;
d=125 см – наименьшая сторона отсека.
Вычисляем коэффициент δ
Обратите внимание, что берется ширина отсека по факту. Т.е. у нас сечение в уменьшенной ширине, значит берем ширину пояса 28 см.
|
|
|
Критические нормальные напряжения равны
где ccr определяется по таблице 12 СП16 и равно 31,69
далее у все может быть по-разному. У кого, то есть местная нагрузка в отсеке, у кого-то нет. У кого соотношения напряжений больше допустимых у кого-то нет…. Смотрите внимательно дополнительный файл с расчетом стенки
Учитывая, что 
Вычисляем
Сравниваем с предельно допустимым по табл. 15 СП 16 = 1,6 при 
При этом отношении вычисляем
где
С1 – коэффициент, определяемый по табл. 14 СП16 и равен 12,35 при 
;
Проверяем устойчивость стенки
Устойчивость стенки обеспечена.
Если условие не выполняется, то увеличиваем количество отсеков на 2 шт.
В стенке, укрепленной только поперечными рёбрами, ширина их выступающей части должна быть:
для парного симметричного ребра
Учитывая свес пояса главной балки (28-1,2)/2=13,4 см принимаем ширину ребра 12 см.
Принимаем ребро толщиной 10 мм.
РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ БАЛКИ
Расчет поясных швов сварной балки.
В сварных балках пояса соединяются со стенкой непрерывными швами одинаковой высоты по всей длине балки. Эти швы препятствуют сдвигу поясов относительно стенки (рис. а). Следовательно, в поясных швах возникают касательные напряжения, направленные вдоль оси балки (рис. б). При отсутствии соединения при изгибе балки пояса сдвинутся относительно стенки.
Касательные напряжения балки, где швы препятствуют сдвигу поясов относительно стенки.
Наибольшее сдвигающее усилие Т, приходящееся на 1 см длины балки, определяется по наибольшей поперечной силе Q max:
где S f1 - статический момент пояса уменьшенного сечения балки относительно нейтральной оси
Высоту катета поясных швов k f определяют по большему из двух условий прочности:
Определяем катет шва по прочности (варим автоматом):
-по металлу шва
-по металлу границы сплавления
- коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали [1, табл. 39];
R wf и R wz - расчетные сопротивления угловых швов срезу (условному) по металлу шва и по металлу границы сплавления [1, табл. Г.2, и табл. 4].
Окончательную высоту катета поясных швов необходимо принять с учетом его минимально возможного значения по конструктивным требованиям в зависимости от толщины полки [1, табл. 38].
|
|
|
Принимаем катет шва (при наиболее толстом листе 22 мм) 5 мм.
Если в при опорной зоне балки приложены большие сосредоточенные нагрузки, то поясные швы необходимо рассчитывать с учетом этих местных давлений. При этом поперечная сила для определения сдвигающего усилия вычисляется в месте приложения сосредоточенного давления.
По заданной высоте катета шва проверяется прочность сварного соединения:
С учетом локальных напряжений проверяем прочность
- по металлу шва
- по металлу границы сплавления
Где V - давление от сосредоточенного груза
|
|
|
