Вопрос 26: Понятие минимальной высоты сварной составной балки.

W_тр = ; w = ; I = ;

h_min ≤ h_опт h_max (cтроит высота перекрытия)

I группа предельных состояний (по прочности)

Ϭ = ≤ R_y *ﻻ_с

II группа предельных состояний (обеспечение норм эксплуатации – прогибы, перемещения, осадка опор)

f ≤ [f] – предельный допустимый прогиб

f =

Минимальная h балки, которая удовлетворяет 1 и 2 состоянию, если балку взять ниже – по II уже не пройдет:

h_min = ; где n_o – норма прогиба, ﻻ_f – коэффициент надежности по нагрузке, c₁ = 1 (в упругой стадии работает балка), R_y = 24кН/см², ﻻ_с = 1, ﻻ_f = 1,2, n_o = 400 (в СНиПе, для разного пролета разная).

h_min 1/16

Вопрос 27: Конструкция и расчёт опорного ребра сварной составной балки.

Опорное ребро.

П римыкание:

Сверху,сбоку

Толщина опорного ребра из условий работы на:

1. смятие

2. проверка устойчивости

3. р асчет сварных швов, прикрепляющих ребро к стенке

←Расчетная схема: шарнир, жесткое (равный узел).

Жесткий узел:

Размеры опорных ребер жесткости определяют обычно из расчета на смятие торца ребра:

Ϭ_р = F/A_р ≤ R_p*ﻻ_c , где F – опорная реакция балки, А_р – площадь смятия опорного ребра, R_p – расчетное сопротивление смятию стали торцевой поверхности.

Ширина выступающей части ребра из условий его местной устойчивости не должна превышать: b_оп ≤ 0,5*t_оп

Вопрос 28: Назначение и расчёт рёбер жёсткости балки составного сечения.

О беспечение местной устойчивости стенки:

А) увеличение t стенки (экономически не выгодно)

Б) установление ребер жесткости

При проектировании ребер жесткости, найти:

А) S м/у ребрами, a_max ≤ 2*h_ef

б) ширина ребра b_s

- одностороннего ребра

b_s = +50мм

-двустороннее b_s = +40мм

-t эксплуатации < - 40

Вопрос 29: Расчёт стенки балки составного сечения по прочности и по устойчивости.

Расчет на прочность балок переменного сечения с учетом развития пластических деформаций следует выполнять только для одного сечения. Поэтому если в расчете  по максимальному моменту  использовалась только упругая стадия работы в месте изменения сечения балки, допускается использование пластической стадии с учетом всех одновременно действующих компонентов напряжений Наиболее неблагоприятное сочетание усилий – верх стенки балки в месте изменения ее сечения. Расчет выполняется по формуле

,где         ,    .

 

Здесь   и   – изгибающий момент, поперечная и сосредоточенная сила, действующие в месте изменения сечения:   – условная длина, на которой приложена сосредоточенная нагрузка  ;  b – действительная ширина приложения сосредоточенной нагрузки (ширина выше расположенной балки, например). Касательные напряжения определяются на уровне поясных швов (или рисок поясных заклёпок) по формуле

 

,      где  .

Проверка стенки балки по касательным напряжениям выполняется по максимальной поперечной силе, как правило, у опоры балки, по формуле Журавского

,

где   – статический момент половины сечения балки на опоре относительно нейтральной оси  .

В отличие от пояса в стенке балки могут действовать все три вида напряжений ( ): нормальные, касательные и местные (от сосредоточенных нагрузок), причем одновременно (рис. 9.3). Кроме того, нормальные напряжения в стенке  балок в разных местах по высоте имеют разную  величину: от близкой к расчетным сопротивлениям вблизи поясов до нуля на уровне центра тяжести сечения. Поэтому обеспечивать местную устойчивость стенки, увеличивая ее толщину, нерационально: в зоне нейтральной оси  прочность стали будет использоваться плохо. Для обеспечения местной устойчивости стенки в составных балках применяются ребра жесткости, в первую очередь основные поперечные.

 Рис. 9.3. Схема напряженного состояния и потери местной устойчивости стенки

 

Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только основными поперечными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения ( ) выполняется по формуле

,

где  ,   – действующие напряжения;   и   – момент и поперечная сила в середине реального или фиктивного отсека (если длина отсека больше высоты – в середине квадратного отсека, в наиболее напряженной части реального отсека).