Проверка прочности, жесткости и общей устойчивости балки

2.3.1. Проверка прочности балки по основному сечению

по нормальным напряжениям в месте действия максимального изгибающего момента (см. п. 2.1.7.)

по касательным напряжениям в опорном сечении (см. п. 2.2.6.)

проверка прочности стенки балки по приведенным напряжениям на уровне поясных швов в месте изменения сечения (см. п. 2.2.5.)

 

2.3.2. Проверка жесткости(прогиба) балки

Проверка не выполняется так как принятая высота балки больше полученной из условия жесткости .

 

Проверка общей устойчивости балки

Так как балка переменного сечения её устойчивость следует проверять для основного и уменьшенного сечения, принимаем за расчетную длину расстояние между балками настила

Так как ширина полки балки измененного сечения () меньше, чем основного сечения (), то проверку достаточно провести для измененного сечения с параметрами:

, ,

При расчете вначале должны убедиться, что выполняются условия:

и

Условие выполняется, общая устойчивость балки обеспечена.

Проверка местной устойчивости элементов балки

Устойчивость сжатого пояса

Достаточно проверить устойчивость пояса основного сечения

Устойчивость сжатого пояса обеспечена.

 

Устойчивость стенки

Поперечные ребра жесткости располагаются под каждыми балками настила. Шаг ребер жесткости не противоречит рекомендуемому:

при , и при этом .

Проверку выполняем в отсеке с изменением сечения. Поскольку , то расчетное сечение для определения усилий и в стенке отсека принимаем посередине отсека с расстоянием от оси опоры балки

Вычисляем действующие усилия и напряжения в расчетном сечении отсека

Определяем критические напряжения

по табл.П.7 устанавливаем

где

Проверяем устойчивость стенки

,

Выполняется, устойчивость стенки рассматриваемого отсека обеспечена.

 

Соединение поясов балки со стенкой

Рассчитывают поясные швы по сдвигающему усилию пояса Т на единицу длины от максимальной поперечной силы в опорном сечении.

Соединение поясов со стенкой выполняем двухсторонними сварными угловыми швами, т.к. балка работает с развитием пластических деформаций. Сварка – автоматическая, в лодочку, сварочная проволока марки Св-08А по ГОСТ 2246-70* с ; Коэффициенты глубины провара ; . Расчетное сопротивление срезу по границе сплавления

Требуемая высота катета шва:

где, - при двухсторонних швах

здесь,

Принимаем по конструктивным требованиям

 

Опорный узел балки

Принимая , определяем требуемую толщину опорного ребра из условия смятия торца:

, в соответствии с ГОСТ 82-70* .

Назначаем .

-проверка местной устойчивости ребра:

-проверка общей устойчивости ребра:

;

;

.

 

-прикрепление опорного ребра к стенке осуществляем полуавтоматической сваркой двухсторонними угловыми швами. Требуемый катет сварных швов:

.

Окончательно .

Убеждаемся .

 

Укрупнительный стык балки

Принимаем болты из стали 40X «селект» (); диаметр отверстий под болты ; способ очистки соединяемых поверхностей – стальными щетками (); контроль за натяжением стержня болта – по моменту закручивания().

Несущая способность одного болта, имеющего две поверхности трения (К=2):

.

 

Стык поясов

Усилие, действующее в стыке поясов:

.

Требуемое количество болтов по одну сторону стыка:

.Принимаем болтов.

Определяем ширину накладок, располагаемых с внутренних сторон поясов:

Проверяем прочность ослабленного сечения нижнего растянутого пояса отверстиями под болты

.

b_fn*t_fn=400*10мм

b_f1*t_f1=310*10мм

 

 

Стык стенки

Предельный момент, воспринимаемый стенкой:

Определяем максимальное расстояние между крайними по высоте стенки рядами болтов , принимая расстояние от низа пояса балки до оси крайнего ряда болтов , тогда

Требуемое число горизонтальных рядов болтов (по высоте стенки) определяем, принимая число вертикальных рядов с одной стороны стыка , из условия

по которому определяем коэффициент стыка:

По величине определяем требуемое количество горизонтальных болтов ряда по высоте стенки .

Выполняем проверку прочности болтов в крайних рядах стыка стенки:

где

Условие прочности стыка стенки обеспечено.