Category Archives: Автоматизация

3.1. ПОДБОР СЕЧЕНИЯ БАЛКИ

Предварительно подсчитывают нормативные и расчетные нагруз­ки, которые, как правилоприводят к равномерным:

0п-1»0В(Рп+вн+&1)11;

Где Pn — временная нагрузка на перекрытие, определяется по табл. 3Ь2];

If — коэффициент надежности по временной нагрузке, определя­ется по табл. 2121-, gH ~ вес настила перекрытия;

Tf2 — коэффициент надежности по постоянной нагрузке, опреде­ляется по табл. 1C2Ь; gl — вес 1 п. м опираемой балки; Ц — пролет опираемой балки.

Определяют максимальные значения изгибающего момента и попе­речной силы от расчетных нагрузок:

Mmax=q1г/8; Qmax =q1/2,

Где 1 — пролет составной балки.

Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения

Wtr=Mmax/CRyrc) Wtr, pl=Mh»x/(ciRyTc),

Если разрезная балка сплошного сечения из стали с пределом теку­чести до 580 МПа несет статическую нагрузку и обеспечивается об­щая и местная устойчивости балки, а касательные напряжения t<0,9Rs, при этом стенку балки следует укреплять поперечными реб­рами жесткости.

В этих формулах:

Wtr и Wtr, pi — соответственно упругий и пластический моменты сопротивления сечения; Mmax — максимальный расчетный изгибающий момент; Ry — расчетное сопротивление стали поясов по пределу теку­чести, принимаемое по табл. 51C1J; ci — коэффициентучитывающий развитие пластический деформа­ций: ci=c, если зоны чистого изгиба нет; ci=0,5(c+l), если зона чистого изгиба имеется; где с-принимаемый по табл. 66[13;

Тс — коэффициент условия работы конструкции, принимаемый по

Тайл. 6Ш;

^5=0,581^ — расчетное сопротивление стали сгеизси сдвигу.

Сечение Салки принимается деутавровое, состоящее из трек листов, которое соединены меящу собой свар ними швами. Предвари­тельно задаются высотой балки Ь=0Л1, где 1 — пролет балки. Зада ются толщиной стенки балки по табл. ЗА,

Таблица 3,1.

Ь, м

<0,75

<1,5

<1,75

^ О

1: *, мм

<6

6*7

8+10

10*12

<14

Определяется минимальная высота балки ив условий жесткости

№У1/Е) ДЯ] (чг,/д) +

Где Г 1/(1 обратная величина относительного прогиба, принимается ло табл. 1Э1Ё1;

Яп и ^ соответственно нормативная и расчетная нагрузка яа Йалку.

Приведенная формула рекомендуется для определения минималь­ной высоты балки, которая сбеспечияает требуемую жесткость равно­мерно нагруженной балки при полном использовании ее несущей спо­собности, что бывает в очень редких случаях„ поэтому можно умень­шить ее на 20+Э0?.

Определяется оптимальная высота балки

Иорс’к^ЖгТТТ.

Где к — коэффициент, зависядий от конструктивного оформления бал­ки; при сварной Салке постоянного сечение принимаете* 1,1+1.15*

После определения высоты байки принимается высота стенки балки и определяется ее толщина.

Наибольшее распространение получили балки с сысотой до двух метров, поэтому ь этих башках экономична постановка только попе­речных реоер жесткости. Для обеспечения местной устойчивости стенки без укрепления и роде ль ними ребрами жесткости должно соблю­даться соотношение

UMWS^y/E,

Где Ьщ — толщина стенки Салки;

Hw — высота стенки балки> принимается предварительно равной высоте Салки;

Ry — расчетное сопротивление стали стенЕщ по пределу теку­чести, принимаемое по габл, 51 El]; Е — модуль упругости стали, принимается по табл. 03Е1]. Если касательные напряжения воспринимаются только стенкой, то есть опорное ребро приварено с торца Салки (см. рис. 3.1а), толщина стенки должна быть

Tw>l,5Qmaн(/{h1нRsTc)н

Где Ошал — максимальная расчетная поперечная сила,

Если касательные напряжения воспринимаются полные сечением, то есть опорное ребро приварено к стенке на определенном расстоя­нии от торца балки [см. рис. 3.15), тогда толщина стенки должна быть

Если опорное сечение балки подбирается с учетом пластических деформацийt то рекомендуется его проверять вию п. 5Л8С1]

T^tWChwRsIc^

По вышеприведенным условиям окончательно принимается толщина стенки салки.

Развитии по усло-

Приняв аысоту и толщину стенки, переходят к компоновке поя­сов балки. Определяется требуемый момент инерция

Jtr=Wtrh/Ј. Момент инерции стенки балке равен

Зуг t JvVl2*

Рис, 3.1. Конструкции опорных узлов:

А) опорное ребро лриварено с торца балки;

Б) опорные ребра приварены к стенки с обеих сторон

Определяется момент инерции, приходящийся на пойса балки

Балка принимается симметричного сечения, В этом случае тре­буемая площадь сечения одного пояса равна

Где Ьт ~ расстояние менщу центрами тилести поясов.

По найденной площади пояса определяется ширина и толщина по­ясов иэ условий местной устойчивости сдатого пояса по табл. ЭОШ

— если сечение балка подбирается без учета развития пластичес­ких деформаций

— если балка подобрана с учетом развития пластических дзформа-

T^elVt г^О и 11 но не более

И общей устойчивости балки из табл. 8[13

1<Нг/Ьг<6, 15<Ьг/гг<35,

Где Ьг и — соответственно ширина и толщина поясов балки;

Ьег — расчетная ширина свеса пояса, которая принимается рав­ной расстоянию от грани стенки до края пояса.

3.2. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ И ЖЕСТКОСТИ ВАЛКИ

Поскольку подбор сечения производится по приближенным фор­мулам без учета собственного веса балки, неточным значениям расчетного сопротивления, необходима проверка прочности и жест­кости балки.

По принятым размерам сечения балки вычисляют фактические ге­ометрические характеристики этого сечения:

— площадь всего сечения А^^т^Ь^;

— площадь стенки балки

— площадь одного пояса балки Аг=Ь^;

— статический момент полусечения

Б-Ь^тСО,5Ь*+0.ЬЬг)+1?Ьш2/8

— момент инерции сечения

3=Ь^3/12+2Ъг1г СО. 5Ь*,+0.)2.

По вычисленной площади сечения определяется вес банки с уче­том веса поперечных ребер жесткости и уточняют расчетные усилия Мтах. Отах* Проверяются нормальные напряжения по одной из формул, в зависимости от характера допускаемых напряжений:

Б=мтах^<КуГс; б-Нпах/СсаИХНуГс-

Где С1 — коэффициент, учитывающий развитие пластический деформа­ций: С1=с, если зоны чистого изгиба нет; С1=0,5(о+1), если зона чистого изгиба имеется; где (с) принимаем

По табл. 66Ш;

Проверяются касательные напряжения.

Если касательные напряжения воспринимаются только стенкой, то есть опорное ребро приварено с торца балки (см. рис, 3.1а), тогда

Т=1, БОтах/ О^ХЯвТс

Если касательные напряжения воспринимаются полным сечением, то есть опорное ребро приварено к стенке на определенном расстоя­нии от торца балки (см. рис. 3.16), тогда

Если проверяемое сечение балки подбиралось с учетом развития пластических деформаций, тогда

"^Отах/ (Ьу^шК^зТс-

Если к верхнему поясу приложена сосредоточенная нагрузка, то стенка проверяется на местное напряжение:

Б1ос=11^»1егККуТс»

Где ? — расчетная сосредоточенная нагрузка;

— условная длина распределения нагрузки на балку;

Ь — ширина пояса вышележащей балки.

По правилам строительной механики определяется относительный прогиб балки от нормативной нагрузки, если балка нагружена равно­мерной нагрузкой, тогда относительный прогиб равен

Г=5дп14/(384ЛЕК:Ги,

Где Ги — предельный прогиб балки, который определяется по табл.

19[23;

В процессе расчета размеры сечения балки могут корректиро­ваться. Сечение считается подобранным правильно, если оно удов­летворяет условия прочности по касательным напряжениям и жесткос­ти, а запас прочности по нормальным напряжениям согласно п. 1.9Ш не превышает 5%.

3.3. ПРОВЕРКА ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ БАЛКИ

Проверка общей устойчивости не требуется, если выполняются условия табл. 8Ш:

L<hf/bf<6; 15<bf/tf<35;

— если зоны чистого изгиба нет

1 ef/bf< СО, 35+0,003Јbf/tf+ (0,76-0,02bf/tf) bf/hf

— если зона чистого изгиба имеется

Lef/bf< СО,41+0,003Јbf/tf + (0,73-0,016bf/tf)bf/hf

Где lef — расчетная длина балки, равная расстоянию между точками

Закрепления сжатого пояса. Для балок с отношением bf/tf<15 в формуле это отношение прини­мать bf/tf=1Ь. Если балка подбиралась с учетом развития пластичес­ких деформаций, тогда правая часть формулы умножается на коэффи­циент 5= С1-0,7(ci-l)/(c-l)].

3.4. ПРОВЕРКА МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ БАЛКИ

Местная устойчивость сжатого пояса балки обеспечена? если вы­полняются условия табл. 30 С1]:

— если балка работает в пределах упругих деформаций

Bef/tf<0.5t/E7R^

— если балка подобрана с учетом развития пластических деформа-

Bef/tf^0tllhw/tw, но не Солее О. БуИТк^Т

Для проверки местной устойчивости стенки балки определяется условная гибкость стенки

Если ЛтАг>б,0, то необходимы продольные ребра жесткости. Если то необходимы поперечные ребра жесткости, максималь­

Ное расстояние между которыми равняется а^ЕИ*. Если Аш>2,5, то необходима проверка местной устойчивости стенки балки при наличии местного напряжения.

Если А*>3,5, то необходима проверка местной устойчивости стенки балки при отсутствии местного напряжения.

Проверка местной устойчивости стенки производится в опорном и среднем отсеках. Для каждого отсека определяются средние значе­ния момента (М) и поперечной силы (5) в пределах отсеков. Если длина отсека больше его расчетной высоты, то средние значения вы­числяются для более напряженного участка с длиной, равной высоте отсека. Если длина отсека меньше его расчетной высоты, то средние значения вычисляются в середине отсека. Если в пределах отсека поперечная сила меняет знак, то среднее значение вычисляется на участке отсека с одним знаком.

Для каждого отсека определяются средние значения:

— нормальные напряжения сжатия

6=МЬ*/ (МО;

— касательные напряжения

— местные нормальные напряжения

Б!

ОС-

Далее определяются критические напряжения при наличии мест­ных напряжений:

А) если а/Ьш<0,8, то

— критические нормальные напряжения равны

Где ссг — коэффициент, учитывающий способ изготовления балок, ко­торый для сварных балок определяется по табл. 21 [1] в зависимости от коэффициента 5, который находится по формуле



.