Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балки
Рассмотрим отдельно устойчивость пояса и стенки главной балки.
Устойчивость сжатого пояса будет обеспечена, если отношение его свеса к толщине
не будет более значения, определяемого по табл.30[2]. При ширине сжатого пояса
и толщине стенки главной балки
расчётная ширина свеса:
.
Отношение меньше величины
[2, табл.30].
Местная устойчивость сжатого пояса главной балки обеспечена.
Местная устойчивость стенки сварной балки зависит от характера её напряжённого состояния, вида нагрузки и условной гибкости стенки:
следовательно, необходима постановка поперечных рёбер жёсткости и проверка устойчивости стенки между ними.
Рёбра жёсткости устанавливаем в местах примыкания балок настила, т.е. на расстоянии а=1,417 м при этом а<аmax=2hw или 1,417<2×85=1,7 м.
Размеры поперечных рёбер жёсткости:
.
Рёбра жёсткости привариваем к стенке балки двусторонними угловыми швами катетом .
Проверяем устойчивость стенки балки в 3-м отсеке от опоры (рис.5)
Здесь
- действующие нормальные напряжения;
M и Q- средние значения соответственно момента и поперечной силы в пределах отсека; так как длина отсека больше его расчётной высоты, т.е. или 1,5>0,75м, то M и Q следует определять для наиболее напряжённого участка с длиной, равной высоте отсека, он заштрихован на рис.5
Критическое нормальное напряжение:
, где сcr=33,; определено по табл.21[2] в зависимости от d:
по табл.22[2].
Критическое касательное напряжение:
где m=1,417/0,85=1,66 – отношение большей стороны отсека к меньшей;
- условная приведённая гибкость.
Проверка жёсткости балки
Проверим прогиб главной балки:
Здесь
Предельный прогиб .
Прогиб не превышает предельный.
Расчёт поясных соединений главной балки
Соединение поясов со стенкой в сварных балках осуществляется поясными швами. При изгибе балки это соединение предотвращает сдвиг поясов относительно стенки балки.
Сдвигающее пояс усилие на единицу длины балки можно подсчитать:
Поясные швы выполняют двусторонними, непрерывными, с одинаковым катетом по всей длине балки автоматической сваркой.
Требуемый катет угловых поясных швов:
при расчёте по металлу:
ё,
где по [2, табл.34*];
[2, табл.56];
при расчёте по металлу границы сплавления:
,
где по [2, табл.34*];
[2, табл.34];
Принимаем в соответствии с [2, табл.38*].
Расчёт опорных частей балки
На опорах главной балки устанавливаем внутренние опорные рёбра (рис.6)
Пусть толщина внутреннего опорного ребра , тогда из условия его прочности при работе на смятие требуемая площадь сечения:
Ширина опорного ребра:
Принимаем конструктивно внутреннее опорное ребро из – 200х14 мм.
Проверка опорной части балки на устойчивость:
;
где по [2, табл.72] в зависимости от
.
Здесь
швов прикрепления внутренних опорных рёбер к стенке балки при .
При расчёте по металлу:
при расчёте по металлу границы сплавления:
Здесь n=4 – количество сварных швов, крепящих внутренние опорные рёбра к стенке балки; .
Нижний торец ребра
A=R/R=344,33/361*10=9,53см
Толщина внутренного опорного ребра t=12мм
b=A/2t+40мм=9,53*10/24+40=79,7мм
Принимаем 80х12мм
t=3b*0,34=3*80*0,034=8,19