Усиление балки увеличением сечения

Усиление балки путем увеличения сечения проводится двумя листовыми элементами. Ширину листов принимаем различными для верхнего и нижнего пояса балки - для удобства выполнения сварочных работ. Сварка при этом выполняется в нижнем положении. Площади сечения элементов усиления для верхнего и нижнего поясов проектируем одинаковыми, чтобы центр тяжести сечения балки не смещался, нормальные напряжения от нагрузки в этом случае будут иметь наиболее рациональное распределение. Элементы усиления изготавливаем из материала с расчетным сопротивлением, близким расчетному сопротивлению материала балки.

Расчет усиления ведем с учетом пластической деформации материала, принимаем с₁ =1,1.

Площадь сечения элементов усиления зависит от требуемого момента сопротивления:

;

где R_y = 230MПa - расчетное сопротивление листовых элементов усиления.

Момент сопротивления сечения связан с моментом инерции и высотой сечения:

;

откуда:

;

в свою очередь:

;

где А_ус - площадь сечения одного листа усиления:

Ширину верхнего и нижнего листов усиления принимаем с таким расчетом, чтобы разместить фланговые швы. Для этого ширину площадок, на которых располагаются фланговые швы, принимаем 10 мм.

Таким образом, для верхнего листа:

b_в = (b_f - 2 · 10) = 155 - 20 = 135мм ,

для нижнего листа:

b_н= (b_f + 2 · 10) = 155 + 20 = 175мм ,

При этих размерах b_в и b_н требуемая толщина листов:

t_в=А_ус / b_в , t_н=А_ус / b_н

; .

Окончательно принимаем: верхний лист - 135 х 4 мм (площадь листа)А_ус.в = 5,4·10^-2 м²; нижний лист - 175 х 4 мм (площадь листа) А_ус.н = 7,0·10^-2 м².

При определении размеров листов усиления их ширину принимаем кратной 10 мм., толщину принимаем по сортаменту.