Проверка местной устойчивости стенки

 

а) Расстановка ребер жесткости.

Предусматриваем парные поперечные (вертикальные) ребра в местах операния балок настила и на опорах.

Так как = 4,1 > 3,2, то согласно п.7.10 [3], расстояние между ребрами: а = 220см £ 2 ×  = 2 × 110 = 220см – расстояние не превышено, условие выполнено.

 

б) Определение размеров промежуточных ребер.

Требуемая ширина:

76,7мм;

Принимаем (кратно 5мм).

Требуемая толщина ребра:

= 5,44мм.

Принимаем .

Тогда, = 80мм ´ 6мм.

При сопряжении в одном уровне (как в нашем случае) минимальные размеры ребра:

; .

Поэтому принимаем: = 110мм ´ 10мм.

Рис.9 – Схема расстановки ребер жесткости по длине балки

 

в) Проверка местной устойчивости стенки.

Проверка местной устойчивости требуется при  и выполняется по формуле:

;

 

По Табл.6 [3] = 1,0.

Касательное напряжение:

,

 

где, Q – среднее значение поперечной силы на расчетной длине отсека .

В нашем случае, так как  - = а = 2,2м.

Нормальное напряжение:

,

где, М (в случае расчета отсека, в котором балка меняет сечение) – момент в месте изменения сечения;

  М (в обратном случае) – средняя величина момента в пределах расчетной длины отсека.

Критические напряжения  и  определяем в соответствии с п.7.4 [3].

 

Проверка устойчивости в I-ом отсеке:

Так как сечение балки в I-ом отсеке постоянно, то М и Q должны быть вычислены на расстоянии:

= 1,65м.

 

Поперечная сила:

= 64,6т (Рис.4);

 

Изгибающий момент:

= 64,6 × 1,65 = 106,6тм;

 

Нормальное напряжение:

=1714кг/см ;

 

Касательное напряжение:

= 652кг/см ;

 

Вычисляем критические напряжения для I-го отсека (по формулам 75 и 76 [3]).

Для упрощения расчетов и в запас принимаем = 30.

 

Критическое нормальное напряжение:

= 4375кг/см ;

 

Критическое касательное напряжение:

= 1703кг/см ;

здесь, m - отношение большей стороны отсека к меньшей: = 2;

     = 4,2 (d – меньшая из сторон отсека).

 

Проверяем устойчивость:

 

.

 

Местная устойчивость стенки в I-ом отсеке обеспечена.

 

 

Проверка устойчивости во II-ом отсеке:

Во II-ом отсеке балка меняет сечение. В месте изменения сечения максимальное нормальное напряжение:

= = 2364 кг/см ;

 

Среднее касательное:

= 326кг/см ;

 

Так как рассчитываемый отсек имеет те же размеры, что и отсек I, считаем, что критические напряжения имеют те же значения:

 

Местная устойчивость стенки во II-ом отсеке обеспечена.

 

 

Проверка устойчивости в III-ем отсеке:

Устойчивость в этом отсеке обеспечена, так как значение s будет близким к значению s II-го отсека, а величина t будет меньше.

 

Так как балка загружена симметрично – проверка крайних правых отсеков не требуется.

 

Расчет поясных швов

 

Расчет производится согласно п.11.16 [3] по формулам:

 

- по металлу шва (сечение 1-1, Рис. Х);

 

- по границе сплавления (сечение 2-2, Рис.10);

 

где, Т – сдвигающее усилие на единицу длины:

.

Рис.10 – Расчетные сечения швов:

1 – сечение по металлу шва; 2 – сечение по металлу границы сплавления.

 

В нашем случае: по п.12.8 [3] катет шва = 1,2 × 0,9 = 1,08 см.

По Табл. 38 [3] для автоматической сварки при 17мм < = 20мм < 22мм – катет шва мм.

Принимаем наименьшее возможное значение мм.

По Табл.34 [3] принимаем автоматическую сварку в «лодочку» при диаметре проволоки d = 1,4¸2,0мм для катета шва мм.

Коэффициенты, учитывающие форму поперечного сечения шва: = 0,9; = 1,05.

В соответствии с п.11.2 [3] коэффициенты условий работы шва: = = 1,0.

Принимаем материалы для сварки по Табл.55 [3]: для района  2-ой группы конструкций стали С245 – флюс АН-348-А (по ГОСТ 9087-81) и сварную проволоку Св-08А (по ГОСТ 2246-70*).

Расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва:

 

,

где, - нормальное сопротивление шва по временному сопротивлению, принимается по Табл.4 [3];

    - коэффициент надежности по материалу шва, определяется по Табл.3 [3].

 

= 1848 кг/см ;

 

Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления:

 

 = 1710 кг/см ,

где,  - временное сопротивление стали, принимаемое по Табл.51 [3] для менее толстого места, так как его прочность меньше.

В соответствии с п.11.2 [3] проверяем условие:

 

; (*)

;

.

 

Условие (*) выполняется, следовательно, материалы для сварки выбраны правильно.

Проверяем прочность по металлу шва:

 

= = 207,8кг;

 

 - прочность по металлу шва обеспечена.

 

Учитывая выполнение условия (*) и положительный результат проверки прочности по металлу шва, можно сделать вывод, что при = = 1,0 расчет прочности по металлу границы сплавления даст заведомо положительный результат.

 

 

 

2.11 Расчет опорных ребер

О пределение размеров опорных ребер из условия прочности на смятие

 

Требуемая ширина ребра  на опоре по оси «1»:

= 9,6см

Принимаем = 95мм.

Длина площадки смятия ребра:

 

= 7,6см» 75мм.

 

Требуемая толщина этого же ребра из условия прочности на смятие:

 

= 1,52см;

 

Здесь - расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности при наличии пригонки. По Табл.1 [3]:

= 3512кг/см .

где, - временное сопротивление стали разрыву, принимаемое по Табл. 51 [3];

     - коэффициент надежности по материалу, определяется по Табл.2 [3].

Принимаем = 1,6см >  (по сортаменту широкополосной универсальной стали).

 

Назначаем для ребра по оси «2» такую же толщину = 1,6см, а ширину = =20см, тогда площадь смятия для ребра по оси «2» будет больше чем по оси «1» и прочность на смятие будет заведомо обеспечена.

 

Рис.11 – Расчетные сечения опорных ребер