Особенности работы и расчета изгибаемых элементов.
Балки, конструкция и расчет прокатных балок.
Прокатные балки применяют для перекрытия небольших пространств конструктивными элементами ограниченной несущей способности, что связано с имеющейся номенклатурой выпускаемых профилей. Их используют в балочных клетках; для перекрытия индивидуальных подвалов, гаражей, складских помещений; в качестве прогонов покрытий производственных зданий; в конструкциях эстакад, виадуков, мостов и др. инженерных сооружениях.
В сравнении с составными прокатные балки более металлоемки за счет увеличенной толщины стенки, но менее трудоемки в изготовлении и более надежны в эксплуатации. За исключением опорных зон и зон приложения значительных сосредоточенных сил, стенки прокатных балок не требуется укреплять ребрами жесткости. Отсутствие сварных швов в областях контакта полок со стенкой существенно уменьшает концентрацию напряжений и снижает уровень начальной дефектности.
Подбор сечения и проверки прочности и жесткости принятого сечения
1. Необходимо перейти от «квадратной» нагрузки к погонной:
Σgн=(p+q)∙a (где a – шаг балок)
2. Необходимо перейти к расчетной нагрузке:
Σgр=(p∙γp+q∙γq)∙a (где γ – коэффициент надежности по нагрузке)
3. По табл. 50 СНиП и в зависимости от температуры эксплуатации выбираем сталь, табл. 51 СНиП смотрим расчетное сопротивление стали.
4. Подбор сечения балки:
|
|
σ=M/W≤Ry→Wтреб≥Mр/Ry [см3]→двутавр из сортамента, который с буквой «Б» (значит «балочный»), смотрим в таблице Wфакт;A;I;S;t;b.
Проверка:
Проверки на прочность (СНиП Стальные конструкции п.5.12)
Проверки выполняют в точках, где развиваются наибольшие в пределах балки нормальные или касательные напряжения, а также в точках, где одновременно присутствуют и те и другие напряжения и способны при совместном действии обеспечить переход стали в пластическую стадию. (т.е. проверяем сечения, где максимальный момент, максимальная силы, где одновременно действую значительный момент и поперечная сила и (или) приложены сосредоточенные внешние силы, в том числе опорные реакции)
В сечениях с максимальным моментом:
σ=Mр/Wфакт≤Ry
Mp/(Wфакт ∙Ry) ≤1∙γc (например, получилось 0,35≤1, тогда 0,35 – это коэффициент использования металла в сечении, СНиП допускает недогрузку 5%; γc – коэффициент условия работы)
В сечениях с максимальной поперечной силой:
τ=(Qp∙Sx)/(Ix∙tст)≤Rs∙γc→( Qp∙Sx)/(Ix∙tст ∙Rs∙γc) ≤1
При наличии ослабления стенки отверстиями для болтов значения τ следует умножать на коэффициент α, определяемый по формуле:
α = a / (a - d),
где а - шаг отверстий;
|
|
d - диаметр отверстия.
Если проверки на прочность не выполняются, то необходимо выбрать следующий профиль по сортаменту и повторить проверки.
В местах приложения локальной нагрузки:
Для расчета на прочность стенки балки в местах приложения нагрузки к
верхнему поясу, а также в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами
жесткости, следует определять местное напряжение σloc по формуле:
- σloc=F/(t∙lef)≤Ry∙γc
где F - расчетное значение нагрузки (силы);
lef - условная длина распределения нагрузки, определяемая в зависимости от
условий опирания (см. рисунок)
lef = b + 2tf
где tf - толщина верхнего пояса балки, если нижняя балка сварная (рис. а), или
расстояние от наружной грани полки до начала внутреннего закругления
стенки, если нижняя балка прокатная.
Проверка на жесткость (СНиП Нагрузки и воздействия п.10)
Прогибы не должны превышать предельных значений, установленных нормами проектирования:
Для расчетной схемы, приведенной выше:
Предельные прогибы – табл.19 СНиП Нагрузки и воздействия.
При невыполнении проверки на жесткость необходимо увеличить сечение балки и снова определить fmax.
Ограничение прогиба обусловлено необходимостью создания условий нормальной работы технологического оборудования (мостовых и подвесных кранов, контрольно-измерительных приборов); обеспечения целостности примыкающих ограждающих конструкций; предотвращения неприятных физиологических воздействий на человека.
|
|
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 302; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!