Изменение сечения балки по длине

Сечение балки изменяют в целях экономии металла. В сварных балках конструктивно наиболее просто решается изменение ширины пояса (рисунки 8 а, б).

В однопролетных разрезных балкахордината места изменения сечения, обеспечивающая наибольшую экономию металла, может быть определена по формуле:

(6.49)

где c = s / R_wy (6.50)

R_wy - расчетное сопротивление стыкового сварного соединения растяжению по пределу текучести, выполненного полуавтоматической или ручной сваркой. (см. таблицу 3 [1]).

 

 

Рис. 8. Место изменения сечения главной балки.

Значение R_wy принимают в зависимости от того, какие методы контроля качества шва должны быть использованы при изготовлении конструкций:

- при использовании физических методов контроля качества шва R_wy = R_y ;

- при обычных методах контроля R_wy = 0.85 R_y.

Обычно в однопролетных балках, в зависимости от соотношения s, R_y и R_wy место изменения сечения принимается на расстоянии (1/6 ÷ 1/7.5)L от опоры. Окончательно ордината места изменения сечения уточняется исходя из расположения балок (настила или вспомогательных) и округления размеров.

Изгибающий момент, действующий в месте изменения сечения:

(6.51)

Поперечная сила:

(6.52)

где x – фактическое расстояние от опоры до места изменения сечения.

q = q_вр + q_пост + 1, 05 g^св_гб (6.53)

 

Для двухконсольных балок место изменения сечения выбирают таким образом, чтобы максимальный изгибающий момент, действующий в этом месте, был равен максимальному моменту на опоре (см. рисунок 7 б).

Ординату места изменения сечения можно найти из решения квадратного уравнения:

R'x–(q_пост+1.05 g^св_гб )(L_к+ x)²/2–q_вр x ²/2 = - M_к1(6.54)

где R' = (q_пост +1.05 g^св_гб )(L_пр /2 + L_к ) + q_вр L_пр /2 (6.55)

в этом случае M' = M_к1Q' = 2Q_пр1 x/L_пр (6.56)

Требуемый момент сопротивления измененного сечения:

W'_req = M'/R_wy (6.57)

Требуемая площадь пояса в измененном сечении:

? (6.58)

Ширина пояса в измененном сечении:

b ' _f = A'_f.req / t_f (6.59)

но при соблюдении условий:

; ; b'_f ³ 180 мм

Окончательно ширину b'_f назначают в соответствии с сортаментом (табл. 3 приложения 2).

Для измененного сечения балки вычисляют:

площадь A' = t_w h_w + 2 b'_f t_f (6.60)

момент инерции (6.61)

момент сопротивления W'_x = 2 J'_x /(h_ω +2t_f) (6.62)

 

статический момент пояса относительно нейтральной оси

(6.63)

статический момент половины сечения относительно нейтральной оси

(6.64)

Проверка прочности балки в измененном сечении

В месте изменения сечения балки необходимо проверить наибольшие нормальные и приведенные напряжения.

Наибольшие нормальные напряжения:

(6.65)

Приведенные напряжения определяют на уровне стыка пояса и стенки от совместного действия нормальных, касательных и местных напряжений (рис. 8):

(6.66)

где (6.67)

(6.68)

s_1ос - местные напряжения смятия учитывают в том случае, если сосредоточенная сила (опорная реакция балки настила или вспомогательной балки) приложена в месте стыка пояса сверху (рис. 9)

(6.69)

где F – опорная реакция балки настила или вспомогательной балки;

z = b₁ + 2 t_f – условная длина распределения местных напряжений

b₁ - длина участка приложения местной нагрузки

Коэффициент 1.15 в формуле (6.66) учитывает возможность развития в стенке пластических деформаций.

 

Рис. 9. Эпюры нормальных и касательных напряжений на уровне поясных швов

В том случае, если местные напряжения отсутствуют, формула (6.66) упрощается:

(6.70)

Проверка касательных напряжений в опорном сечении

Максимальные касательные напряжения в опорном сечении

(6.71)

где Q_max - максимальная величина поперечной силы, для однопролетной балки Q_max = Q₁, для двухконсольной балки Q_max = Q_пр1.

 

Проверка общей устойчивости

Общая устойчивость балки считается обеспеченной при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на верхний пояс балки и надежно с ним связанный, а также, если соблюдается условие:

(6.72)

где l_ef - расчетная длина балки, равная расстоянию между точками закрепления верхнего пояса балки (шаг балок настила или вспомогательных балок)

Если общая устойчивость конструктивно не обеспечена и проверка по формуле (3.75) дает неудовлетворительный результат, общую устойчивость балки необходимо проверить по формуле:

(6.73)

где j_в - коэффициент уменьшения несущей способности балки вследствие возможной потери общей устойчивости, определяется согласно указаний Приложения 7 [1]; W_с - момент сопротивления крайнего волокна сжатого пояса.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. D-технология построения чертежа. Типовые объемные тела: призма, цилиндр, конус, сфера, тор, клин. Построение тел выдавливанием и вращением. Разрезы, сечения.
2. Do //внешний цикл - изменение аргумента
3. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ССЫЛОК ПРИ КОПИРОВАНИИ И ПЕРЕМЕЩЕНИИ ФОРМУЛ
4. Администрации станции и цеха – «Практическое изменение
5. Анализ и изменение структуры имущества в динамике
6. Болезнь - изменение спектра вибраций
7. Ведение беременности и родов при наличии рубца матке после ранее перенесенного кесарева сечения.
8. Виды издержек и их изменение в краткосрочном периоде
9. Виды предельных состояний центрально-сжатой колонны сплошного сечения. Подбор сечения балки.
10. Военная реформа: изменение системы военного управ-я, комплектования и обеспечения Вооруженных Сил. Устав о воинской повинности 1874 г. Военно-судебная реформа 1867 г.
11. Возникновение, изменение и прекращение обязанности по уплате налога и сбора.
12. Возникновение, изменение и прекращение финансовых правоотношений