2.2.5. Проверка прочности уменьшенного сечения балки по касательным напряжениям

Определение геометрических характеристик уменьшенного сечения относительно оси х (рис.6):

1. Момент инерции

.

2. Статический момент полусечения

.

Рис. 5. Построение эпюры материалов:

а) схема нагрузок; б) план балки;

в) эпюры моментов и материалов;

г) эпюра поперечных сил

3. Статический момент полки

.

Проверка прочности по касательным напряжениям

Проверка прочности по касательным напряжениям выполняется в опорном сечении балки с Q_max.

,

где R_s – расчетное сопротивление стали сдвигу [1, табл. 1*]; γ_с – коэффициент условий работы [1, табл. 6*].

Рис. 6. К проверке прочности по касательным и приведенным напряжениям

2.2.6. Проверка прочности по приведенным напряжениям

Проверка по приведенным напряжениям выполняется в уменьшенном сечении с наибольшим значением изгибающего момента ( или ).

,

где и  нормальное и касательное напряжения в стенке балки на уровне поясных швов.

2.2.7. Проверка прочности сварных швов

Проверка прочности сварных швов, приваривающих полки к стенке:

,

где R_wf – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва [1, табл.3, 56]; γ_wf – коэффициент условий работы сварного шва [1, п. 11.2]; β_f – коэффициент, зависящий от вида сварки [1, табл.3,4*]; k_f – катет сварного шва, принимаемый по условию

k_{f min} ≤ k_f ≤ 1,2 t_min,

где k_{f min} – минимальный катет шва [1, табл.38*]; t_min – минимальная толщина одного из двух свариваемых элементов.

2.2.8. Проверки устойчивости балки

Проверка общей устойчивости балки производится после определения сопряжения главной и второстепенных балок согласно заданной конструктивной высоте междуэтажного перекрытия.

Проверка производится согласно [1, табл. 8*], если устойчивость не обеспечивается, то согласно [1, п. 5.16].

Для обеспечения местной устойчивости стенки балки в местах опирания второстепенных балок устанавливаются парные поперечные ребра жесткости на всю высоту стенки балки (рис.7).

Рис. 7. К расчету

местной устойчивости

Размеры ребра

Ширина ребра из условия устойчивости самого ребра в_р, мм,

мм.

Толщина ребра t_p, мм,

4 мм .

Окончательные размеры ребра принимаются в соответствии с ГОСТом на листовую сталь.

2.2.9. Расчет опорного ребра главной балки

Ширина опорного ребра (рис.8) .

Высота опорного ребра см.

Нижний торец опорного ребра фрезеруется.

Толщина опорного ребра определяется из условия прочности на смятие торца ребра и принимается по ГОСТу на листовую сталь:

,

,

где R_р – расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки) [1, табл. 1*].

Принятое сечение опорного ребра балки проверяется на устойчивость относительно оси х как условного опорного стержня, включающего часть стенки балки длиной с = 0,65t_ст [1, п. 7.12].

,

где А_уос – площадь сечения условного опорного стержня; φ_х – коэффициент продольного изгиба, принимается по [1, табл. 72] в зависимости от гибкости:

,

где  радиус инерции условного опорного стержня;  момент инерции условного опорного стержня относительно оси х.

Если условие устойчивости не выполняется, необходимо увеличить размеры опорного ребра. Ребро опирания главной балки на кирпичную стену выполняется на всю высоту стенки балки.

Рис. 8. К расчету опорного ребра