ТОП 10:

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВНОЙ СВАРНОЙ БАЛКИ



Сбор нагрузки на главную балку Таблица 11

Вид нагрузки qH, кН/ γf q, кН/
Металлоцементный раствор- 30мм 0,75 1,3 0,975
Гидроизоляция (2 слоя рубероида на мастике) 0,15 1,3 0,13
Теплоизоляция шлакобетоном 0,48 1,3 0,624
Полезная нагрузка 1,05 25,2
Стальной настил t=9 мм 0,707 1,05 0,742
Балки настила №22 0.32 1.05 0.336
Вспомогательные балки, №45 0.157 1.05 0.165
Итого 24,825   26,22

Подбор сечения главной балки.

Сталь С245,Ry=240 мПа

Сечение составной сварной балки состоит из трех листов: вертикального - стенки и двух горизонтальных - полок .

Максимальный расчетный изгибающий момент и максимальная перерезывающая сила определяем с учётом собственного веса главной балки, умножением расчетным значений на коэффициент a=1,05 .

;

Мрасч=Ra(2.125+4.25)-4.25Fвб=6869-2289=4579.38 кНм;

Мmax=1,05·4579,38=4808,35 кНм;

Qрасч= Ra =1077.5 кН;

Qmax=1,05·1077.5=1131,38 кН;

Найдём требуемый момент сопротивления по формуле:

;

где gс =1,1

 
 

 

рис.15

Определим минимально допустимую высоту балки

Определим оптимальную высоту балки, соответствующую наименьшему расходу стали:

;

k=1,2;

;

- вычисляется по эмпирической формуле:

Принимаем высоту главной балки .

Из условия среза определяем минимальную толщину стенки (без учёта работы поясов)

учитывая рекомендуемые соотношения hб/tст ,принимаем толщину стенки 10 см

Уточним значение hопт

Исходя из условия 155,38<h<161,95, а также согласуя с размерами прокатной листовой стали, принимаем hб=160 см.

Чтобы обеспечить местную устойчивость стенки без укрепления продольными рёбрами жёсткости необходимо чтобы , т.е. должно выполняться условие:

;

0,993<1.0 => не требуется укрепление стенки дополнительными ребрами.

Подбор сечения поясов

Требуемый момент инерции сечения

Момент инерции стенки:

Требуемый момент инерции полок: рис 16

Jf тр = Jтр - JW ;

Jf тр =1457076-316368=1140708см4;

Т.к должны выполняться условия: 280<b<700 и 24<tf<36, то принимаем ширину полки bf=400 мм, а tf=30 мм.

Требуемая площадь сечения полки:

Т.к должны выполнятся условия 320<b<800мм и 20<tf<30мм,то принимаем ширину полки bf=50см, а толщину полки tf=2см.

Уточним площадь сечения полки:

Af= bf tf=50·2=100 см2.

Для обеспечения устойчивости сжатого пояса балки необходимо выполнение условия:

bef=(bf-tw)/2=(500-10)/2=245мм;

12,25<14,6 => устойчивость сжатого пояса обеспечена

Выбираем листовой прокат для поясов 20х000х17000, для стенки 10х1560х17000.

 

 

4.2.Проверка прочности балки.

Для проверки прочности составной балки определяются геометрические характеристики сечения: момент инерции, момент сопротивления, статический момент полусечения.

Наибольшее нормальное напряжение в балке вычисляем по формуле

 

Наибольшее касательное напряжение определяется по формуле Журавского

 

Проверка общей устойчивости главной балки осуществляется так же, как и вспомогательной.

Проверка жесткости балки не производится, так как она обеспечена принятой высотой сечения.

245.9<264-условие прочности выполняется

 

Т.к. пролет 17 м, то экономически целесообразно уменьшить сечение балки. Уменьшение сечения будем делать на расстоянии 1/6 пролета балки от опоры, т.е. х=2,83 м.

 

 

 

рис.17.

С учетом собственного веса главной балки М/=1,05·2669.53=2803.01 кНм.

Определим требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения, исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение.

Требуемая площадь сечения одного пояса.

.

Принимаем пояс 320х20мм.Данный пояс удовлетворяет рекомендациям

bf1>18мм; bf1>hb/10=16см, и находится в пределах bf1=(1/2-1/5) hb

 

Проверка прочности балки.

 

Условия прочности выполняются.

Рис.18

 

Рис.19

4.3.Проверка обеспечения местной устойчивости элементов сечения главной балки.

Если значение условной гибкости стенки

то стенка нуждается в укреплении её поперечными ребрами жесткости. Расстояние между ребрами не должно превышать 2hw. Ребра устанавливаются в местах приложения сосредоточенных нагрузок и на опорах.

Размеры ребер жесткости:

 

Устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных поперечными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения проверяется по формуле

Выражения для вычисления нормальных и касательных напряжений в этом случае имеют следующий вид:

Рис 20.

Т.к длина отсека превосходит его высоту то σ вычисляется по среднему значению момента для наиболее напряжонного участка длиной,равной hw,т.е (М+Мн)/2.Критические напряжения вычисляются по формулам:

 

- отношение большей стороны отсека к меньшей;

сcr – для сварных балок принимается по таблице 21 СНиП «МК» в зависимости от значения коэффициента :

,

Условная гибкость вычисляется по формуле

, d – меньшая из сторон отсека.

 

Условная гибкость

 

требуется установка поперечных ребер.

 


При lw > 3,2 необходима проверка устойчивости стенки с установкой ребер жесткости с шагом не более 3hw = 3×156 =468 см. Выполняем постановку рёбер жёсткости в местах передачи нагрузки от вспомогательных балок на главную.

рис.21

Ширина ребер должна быть не менее

 

Принимаем bh =95 мм.

Толщина ребра

Принимаем tS = 7 мм.

Проверка устойчивости стенки в первом отсеке.

Мср=(2289,46+608,79)/2*1.05=1521.7 кНм

Нормальные и касательные напряжения

а) нормальные

;

б) касательные

Qср= Qмах =1131.38кН; tw=1 см

Рис 22

Критические нормальные напряжения

;

b=0,8;

 

d= , тогда по табл.21 СНиП II-23-81*

=31,93;

 

Критические касательные напряжения

Проверка устойчивости стенки

.

Требуется дополнительное ребро жесткости.

Проверка устойчивости стенки во втором отсеке.

Рис 23

Мср=(4579,38+3738,92)/2*1.05=4367.1 кНм

Нормальные и касательные напряжения

а) нормальные

;

б) касательные

Qср= 538.75*1.05=565.69кН; tw=1 см

 

Критические нормальные напряжения

;

b=0,8;

 

d= , тогда по табл.21 СНиП II-23-81*

=33,33;

 

 

Критические касательные напряжения

Проверка устойчивости стенки

.

Дополнительное ребро жесткости не требуется

 

Проверка устойчивости стенки в третьем отсеке.

Рис 24

Мср=(4579,38+4579,38)/2*1.05=4808.35 кНм

Нормальные и касательные напряжения

а) нормальные

;

б) касательные

Qср= 0 кН; tw=1 см

 

Критические нормальные напряжения

;

b=0,8;

 

d= , тогда по табл.21 СНиП II-23-81*

=33,33;

 

 

Критические касательные напряжения

Проверка устойчивости стенки

.

Дополнительное ребро жесткости не требуется

 

Установим дополнительное ребро жесткости в 1-м отсеке.

 

Рис25

Проверка устойчивости стенки в отсеке. 1а

 

Так как длина отсека не превосходит его высоты .то среднее значение момента определим в пределах отсека,т.е

Мср=(Млп)/2*1.05= 601.05 кНм

Нормальные и касательные напряжения

а) нормальные

;

б) касательные

Qср= Qmax=1131,36 кН; tw=1 см

 

Критические нормальные напряжения рис 26

;

b=0,8;

 

d= , тогда по табл.21 СНиП II-23-81*

=31,93;

 

 

Критические касательные напряжения

Проверка устойчивости стенки

.

Дополнительное ребро жесткости не требуется

Проверка устойчивости стенки в отсеке. 1б

 

Так как длина отсека не превосходит его высоты .то среднее значение момента определим в пределах отсека,т.е

Мср=(Млп)/2*1.05= 1803.13 кНм

Нормальные и касательные напряжения

а) нормальные

;

б) касательные

Qср= Qmax=1131,36 кН; tw=1 см

 

Критические нормальные напряжения рис 27

;

b=0,8;

 

d= , тогда по табл.21 СНиП II-23-81*

=31,93;

 

 

Критические касательные напряжения

Проверка устойчивости стенки

.

Дополнительное ребро жесткости не требуется.

Ввиду симметричности балки, устойчивость остальных отсеков обеспечена.







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.231.21.160 (0.056 с.)