2.8 Обеспечение общей устойчивости балок

Проверка на общую устойчивость заключается в следующем:

напряжения в верхнем сжатом поясе балки не должны превышать величину критического напряжения.

В балке, под действием критических нагрузок, может произойти потеря устойчивости, как показано на рисунке 2.6.

Рисунок 2.7 Потеря устойчивости балок при внецентренном воздействии критических нагрузок

– следовательно, проверка на потерю общей устойчивости не нужна. (2.39)

3. Расчет прикреплений поясов к стенке балки

3.1 Определение расчетных усилий

Сдвигающее усилие Т определим по формуле:

Рисунок 3.1.Схема к расчету прикрепления поясов к стенке балки

T = (3.1)

T = = 1,58 кН/м

Вертикальное усилие определяется по формуле:

υ = (3.2)

P_к – вертикальное давление от колесной пары, определяемое как Р_к = 24,5К

где К – класс нагрузки, кН/м;

_f – коэффициент надежности по временной нагрузке, определяемый при

 = 3м;

1+ – динамический коэффициент, определяемый при = 3м;

Р_к = 24,5 * 15 = 367,5 кН/м (3.3)

_f = 1,195; ; (3.4)

υ = = 340,3 кН/м

R = = = 340.30 кН/м (3.5)

3.2.1 Проверка сварного шва по металлу шва

Производится по формуле:

𝜏 = (3.6)

где: t_f – расчетная высота сварного шва по металлу шва, определяемая как:

(3.7)

где _f – коэффициент расчетных сечений угловых швов, принимаемый по таблице 80 [1], _f =0,9;

R_wf – расчетное сопротивление сварного соединения срезу по металлу шва, принимаемое по таблице 53 [1], R_wF = 300 МПа ;

m = 0,9 – коэффициент условий работы;

_f = 1 – коэффициент надежности по сварному шву;

= 0.9 * 0.01 = 0.009 м; (3.8)

𝜏 = = 37811,11 270000 Δ = 86 %

Для прикрепления нижнего и верхнего поясов к вертикальной стенке используется непрерывный угловой шов, выполняемый автоматической сваркой. Отношение катетов 1:1, размер катета k_f= 10 мм. Положение шва при сварке нижнее.

Расчетная схема сварного шва приведена на рисунке 2.8.

.

Сечение О-1 – металл шва, сечение О-2 – граница сплавления.

Рисунок 3.2Расчетная схема сварного углового шва

4. Проектирование и расчет монтажного стыка балок

4.1 Проверка необходимости установки компенсаторов

Рисунок 4.1. Схема установки компенсатора

Статистические данные показывают, что ослабление сечения за счет отверстий в монтажном стыке не превышает 15 % несущей способности балки т.е.:

По эпюре материала определяем :

Δ = = 7255 – 6619 = 636 кНм (4.1)

Δ = 0.15*7255 = 1089.75

В результате выполнения проверки выяснилось, что требуется устройство компенсатора и целесообразно выполнить 1 монтажный стык.

1. 4.2 Расчет стыка горизонтальных листов

2. 

Рисунок 4.2.Определение фрикционно-сварного соединения на высокопрочных болтах

(4.2)

(4.3)

(4.4)

=17.81 18 шт

0.89*0.0224*0.9 = 5137.85

Принимаем число болтов равное 20 шт.