Проверка прочности и прогиба балки
Проверка прочности сводится к проверке наибольших нормальных, касательных напряжений, их совместного действия и при упругопластической работе материала балки к устойчивой работе стенки в области пластических деформаций.
В разрезных балках места наибольших нормальных и касательных напряжений обычно не совпадают, их проверяют раздельно.
Однако по всей длине балки изгибающие моменты и поперечная сила действуют совместно. Поэтому в дополнение к раздельным проверкам σ и τ необходима проверка совместного действия нормальных и касательных напряжений, при которой определяются приведенные напряжения. Эту проверку делают в сечениях наиболее неблагоприятного сочетания изгибающих моментов и поперечных сил: на опоре неразрезной балки, в месте изменения сечения разрезной составной балки и т. п.
Приведенные напряжения определяют по формуле:
где и - расчетные нормальные и касательные напряжения в краевом участке стенки балки на уровне поясных швов.
По этой формуле проверяют переход материала в данной точке в пластичное состояние от совместного действия нормальных и касательных напряжений.
При опирании на верхний пояс балки конструкции, передающей неподвижную сосредоточенную нагрузку, необходима дополнительная проверка стенки балки на местные сминающие стенку напряжения:
,
где - напряжения смятия в стенке под грузом;
F - расчетная сосредоточенная нагрузка;
|
|
tw и tf - толщины стенки и пояса балки;
b - длина участка передачи местной нагрузки на балку.
Приведенные напряжения в этом случае проверяют в сечении под нагрузкой:
.
Если эта проверка не выполняется, то стенку балки необходимо укрепить ребром жесткости, верхний конец которого пригоняется к нагруженному поясу балки.
Прогиб балок определяют от действия нормативной нагрузки, методами строительной механики; прогиб не должен превышать значений, указанных в СНиП. Прогиб составных балок можно не проверять, если фактическая высота балки больше минимальной.
Проверка и обеспечение общей устойчивости балки
Общую устойчивость составных балок проверяют по формуле:
Общую устойчивость балок можно не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный, а также при удовлетворении условий формулы об отношении расчетной длины к ширине сжатого пояса.
Для составных главных балок, находящихся в системе балочной площадки и связанных между собой поперечными балками, на которых лежит настил, за расчетную длину сжатого пояса следует принимать расстояние между поперечными балками.
|
|
Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балок
В балках потерять устойчивость могут сжатый пояс от действия нормальных напряжений и стенка от действия касательных или нормальных напряжений, а также и от их совместного действия. Потеря устойчивости одним из элементов балки полностью или частично выводит его из работы, рабочее сечение балкиуменьшается, часто становится несимметричным, центр изгиба смещается, и это может привести к преждевременной потере несущей способности всей балки.
Элементы балки могут потерять устойчивость, только если действующие в балке напряжения или их совместное воздействие больше критических напряжений потери устойчивости.
Рассмотрим отдельно устойчивость пояса и стенки балки.
Устойчивость сжатого пояса.Сжатый пояс представляет собой длинную пластинку, шарнирно прикрепленную своей длинной стороной к стенке балки и нагруженную равномерно распределенным по сечению пластины нормальным напряжением, действующим вдоль длинной стороны пластины. Потеря устойчивости такой пластины происходит путем волнообразного выпучивания ее краев. Шарнирное закрепление пояса стенкой принимается в запас прочности потому, что гибкая стенка не способна оказать сильное противодействие повороту пояса при потере устойчивости его свободных краев.
|
|
Для обеспечения устойчивости пояса при его упругой работе необходимо соблюдать отношение свеса пояса к его толщине, не превышающее значений, полученных по формуле:
,
где bef – свес пояса (половина ширины пояса).
tf – толщина пояса.
Рекомендуемые из условия устойчивости размеры пояса для малоуглеродистых сталей близки к рекомендуемым размерам из условия его равномерной работы по ширине, потому специальные конструктивные мероприятия по обеспечению увеличения ширины свеса нецелесообразны.
Устойчивость стенки. Стенка представляет собой длинную тонкую пластину, испытывающую действие касательных и нормальных напряжений, которые могут вызвать потерю ее устойчивости. Но устойчивости стенки обычно добиваются не увеличением ее толщины (из-за больших размеров стенки этот путь привел бы к большому перерасходу материала), а укреплением ее специальными ребрами жесткости, расположенными нормально к поверхности выпучивания листа и увеличивающими жесткость стенки
Согласно СНиП, требуется укреплять стенку балки поперечными ребрами жесткости при:
|
|
отсутствии местной нагрузки на пояс балки
>3,2;
при действии местной нагрузки на пояс балки
>2.2;
при действии больших сосредоточенных грузов - под каждым грузом.
Расстояние между поперечными ребрами жесткости не должно превышать 2 ∙ h0.
Ширина каждого из парных симметричных ребер жесткости должна быть не менее bp= h0/30 + 40 мм.
Ребра жесткости следует приваривать в стенке сплошными односторонними швами минимальной толщины, не доводя их на 40 - 50 мм до поясных швов с целью уменьшения воздействия зон термического влияния швов.
Стыки балок
Различают два типа стыков балок: заводские и монтажные (укрупнительные).
Заводскиестыки представляют собой соединения отдельных частей какого-либо элемента балки(стенки, пояса), выполняемые из-за недостаточной длины имеющегося проката. Их расположение обусловлено длиной проката или конструктивными соображениями (стык стенки не должен совпадать с местом примыкания вспомогательных балок, с ребрами жесткости и т. п.). Чтобы ослабление сечения балки заводским стыком было не слишком велико, стыки отдельных элементов обычно располагают в разных местах по длине балки, т. е. вразбежку.
Монтажныестыки выполняются при монтаже, они необходимы тогда, когда масса или размеры балки не позволяют перевезти и смонтировать ее целиком. Расположение их должно предусматривать членение балки на отдельные отправочные элементы, по возможности одинаковые (в разрезной балке стык располагают в середине пролета или симметрично относительно середины балки), удовлетворяющие требованиям транспортирования и монтажа наиболее распространенными средствами.
Стыки прокатных балок(заводские и монтажные) выполняют, как правило, сварными.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 741; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!