Проверка местной устойчивости стенки балки
Местная устойчивость балки проверяется в зависимости от отношения 
и напряженного состояния.
При 
, следовательно, стенка устойчива, но нужны промежуточные рёбра жёсткости.
Определяем расстояния между рёбрами жёсткости а, мм, по формуле
мм ( 32 )
На всём пролёте балки устанавливаются парные рёбра жёсткости, расстояние а корректируется в зависимости от пролёта балки, n – количество рёбер в соответствии с рисунком 4.
Принимаем а=1 231мм.
Рисунок 4 – Установка поперечных рёбер жёсткости
Определяем ширину ребра bp по формуле
мм ( 33 )
Определяем толщину ребра Sр, мм, по формуле
мм ( 34 )
Толщину ребра SP по ГОСТ 82-70 принимаем равной 6 мм.
Ширину ребра bP по ГОСТ 82-70 принимаем равной 56 мм.
1.8 Расчёт опорных частей балок
При шарнирном опирании сварных балок на нижележащие конструкции передачу опорной реакции осуществляют через парные опорные ребра, приваренные к нижнему поясу балки, к стенке (двумя вертикальными швами) и к верхнему поясу в соответствии с рисунком 5.
|
Рисунок 5 – Парные опорные рёбра
Размеры опорного ребра определяем из расчёта на смятие их торцов.
Площадь опорного ребра Аоп.р., см2, определяем по формуле
см2, ( 35 )
где 
– расчетная реакция опоры, кН;
– расчетное сопротивление на смятие торцевой поверхности ,кН;
= 35кН.
Принимаем толщину опорного ребра Sоп.р. = 18 мм = 1,8 см.
Ширина опорного ребра bоп.р., см, определяется по формуле
см ( 36 )
Наименьшая ширина опорного ребра принимается bоп.р .= 180 мм.
Чтобы ребро не потеряло местную устойчивость, необходимо проверить соотношение
, ( 37 )
После определения размеров ребра определяем катет сварного шва Кf, см, из условия прочности сварных швов, по формуле
, ( 38 )
где n – число сварных швов;
n = 8.
Катет сварного шва Кf принимаем равным 0,8 см.
В сварных балках вся опорная реакция передаётся на ребро через вертикальные угловые швы.
Передачу опорной реакции можно осуществить и посредством диафрагмы с фрезерованным нижним торцом, приваренной к торцу балки в соответствии с рисунком 6.
Размеры диафрагмы определяем из расчёта на смятие её торца. Площадь диафрагмы Ад, см2, определяем по формуле
см2 ( 39 )
Зададимся толщиной диафрагмы Sд принимаем 18 мм=1,8 см.
Рисунок 6 – Диафрагма как опорная часть балки
Определим ширину диафрагмы bд, см, по формуле
см ( 40 )
Принимаем bд = 50 мм.
Определяем катет сварного шва Кf, см, по формуле
где n – число сварных швов;
n=4.
Катет сварного шва Кf принимаем равным 0,6 см.
1.9 Расчёт стыков балок
Расчёт стыков балок производится в соответствии с рисунком 7.
Стыки стенки и сжатого пояса делаем прямыми.
Стык растянутого пояса устраиваем прямым, т.к. напряжение в поясе не превышает расчётное сопротивление сварного соединения растяжению.
|
Рисунок 7 – Стыки балок
Стык каждого элемента балки рассчитываются на усилие (момент), воспринимаемое этим элементом. Стык стенки рассчитывают на действия изгибающего момента и поперечной силы.
Определяем изгибающий момент, приходящийся на стенку Мст, кН×см,
по формуле
кН×см, ( 41 )
где МР – изгибающий момент, действующий в данном сечении ( в месте
расположения стыка), кН×см;
Iст – момент инерции всего сечения стенки, см4;
Iх – момент инерции всего сечения балки, см4.
кН×см,
см4 ( 42 )
Определяем касательные напряжения в сварном стыковом шве tQw, кН/см2, от действия поперечной силы, по формуле
, ( 43 )
где 
– поперечная сила, действующая в данном сечении, кН;
Sх – статический момент половины продольного сечения шва
относительно нейтральной оси, см3.
кН,
см3 , ( 44 )
Определяем нормативные напряжения в сварном шве σwМст, кН/см2, от изгибающего момента, по формуле
кН/см2 ( 45 )
где Wст – момент сопротивления сечения стенки балки, см3.
см3 ( 46 )
Кроме того, стыковой сварной шов стенки должен быть проверен на приведенные напряжения σwпр, кН/см2, по формуле
, ( 47 )
кН/см2
Определяем усилие N, кН, воспринимаемое поясом, по формуле
кН, ( 48 )
где hо – расстояние между центрами тяжести поясов, см, в соответствии
с рисунком 3.
см
Тогда напряжение в растянутом поясе σwN, кН/см2, будет определено по формуле
, ( 49 )
где Аш – площадь поперечного сечения пояса, см
см2 ( 50 )
кН/см2
1.10 Расчёт массы балки
Определяем массу балки G, кг, по формуле
кг, ( 51 )
где Gп – масса пояса балки, г;
Gст – масса стенки балки, г.
г, ( 52 )
где l – пролёт балки, см;
γ – удельный вес металла, г/см3;
γ = 7,85 г/см3 .
г ( 53 )
Технологический раздел