Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Кроме того, необходимо выполнение условия



 
 


bП Е

≤ 15 .

2 δП [σ ]P

 

Нижний предел

 
 


[σ ]P

δП ≥ 1,31 bП .

Е

 

 

Применение листов из низкоуглеродистой стали толщиной более 40 мм и из низколегированной стали толщиной более 32 мм невыгодно из-за пониженного предела текучести, а, следовательно, и расчетных сопротивлений. Наиболее целесообразна конструкция с поясным листом, толщина которого при углеродистой стали не более 50 мм, а при низколегированной стали – не более 40 мм.

Установив размеры стенки, определяют ее геометрические характеристики, в частности

δСТ hСТ 3

JСТ = ,

 

а затем момент инерции поясов JП = JJСТ.

Для подобранного сечения определяют JxТР , WxТР и статический момент полусечения Sx относительно нейтральной оси х-х.

Для балок несимметричного сечения (рис.2.9 ) с более развитым верх-

 
 


FВП bВ δВП

 
 


х х hВ


hСТ δ СТ h

hН

 
 

 


FНП bН δНП

 


Рис.2.9.Геометрические характеристики несимметричного сечения

 

ним поясом определяют коэффициент асимметрии

 

WВ hН

A = = ,

WН hВ

 

где WВ, WН – моменты сопротивления соответственно для верхних и нижних волокон сечения; hВ, hН – расстояние от нейтральной оси до верхних и нижних волокон.

Коэффициент асимметрии назначается в зависимости от соотношения нормальных напряжений в горизонтальной и вертикальной плоскостях:

 

А = 1,1…1,5.

 

Минимальная высота балки определяется по формуле (2.6). Оптимальная высота с учетом коэффициента асимметрии равна

 
 


3A WТР

h ОПТ = .

A + 1 δСТ

 

Требуемый момент сопротивления при упругой или упруго-пластической работе и толщина стенки назначаются как для балок симметричного сечения.

Площадь поперечного сечения балки

 

A + 1 (А + 1) 2

F = WТР + h δСТ;

h 6А

 

площадь верхнего пояса

 

А δСТh

FВП = F – ;

А + 1 2

 

площадь нижнего пояса

 

 

1 δСТ h

FНП = F – .

A + 1 2

 

По этим данным компонуется поперечное сечение так же, как и для балок симметричного сечения. Определение геометрических характеристик выполняется с учетом фактического положения центра тяжести.

Заданное сечение балки проверяют также по распределению материала, причем в поясах должно быть не менее 30%: для двутаврового профиля

[2FП / (2FП + FСТ )] 100 ≥ 30%; для коробчатого профиля [ FП / (FП + FСТ)]х х100 ≥ 30%, где FП, FСТ – соответственно площади пояса и стенки.

 

2.3.Изменение сечения балок

 

Для выполнения принципа равнопрочности в балках больших пролетов необходимо изменение сечения по длине пролета:

-за счет изменения сечения поясов (высота балки постоянна);

-путем изменения высоты балки (сечение поясов постоянно);

-вследствие изменения и высоты балки и сечения поясов.

Однако применять балки переменного сечения (более трудоемкие в изготовлении) следует тогда, когда расчеты покажут неэкономичность других конструкций балок.

В некоторых случаях изменяют толщину или ширину поясных листов или применяют балки с переменной высотой стенки листов. Иногда пояса делают составными по толщине (хотя по СНиП применять пакеты листов для поясных сварных двутавровых балок не рекомендуется), если толщина поясов не менее 30…35 мм; при этом в менее нагруженных участках число листов уменьшают .

Наилучшим решением экономии стали отвечает балка, момент сопротивления которой повторяет контуры эпюры изгибающих моментов. Однако криволинейное очертание балки или ее поясов приведет к повышению трудоемкости изготовления и не всегда удобно с конструктивной точки зрения. Поэтому на практике используют дискретную форму изменения сечения, разбивая пролет на несколько участков и подбирая для каждого из них свои размеры балки по максимальному в пределах этого участка изгибающему моменту.

Место изменения сечения находят следующим образом.

1.Определяют момент сопротивления Wx1 сечения с измененной шириной горизонтальных листов bП1, которую назначают не менее 180 мм, h / 10 и bП / 2.

2.Вычисляют предельный изгибающий момент, который может быть воспринят уменьшенным сечением

 

М 1пред = [σ]P Wx1 (2.11)

3.Составляют аналитическое выражение изгибающего момента в функции абсциссы z, отсчитываемой вдоль балки

 

q1 L z q1 z 2

M (z) = – .

2 2

 

4.Приравнивая моменты

 

 

М 1пред = M (z),

 

из полученного квадратного уравнения находят искомое расстояние z от опоры до места теоретического изменения сечения.

В сварных конструкциях используют два варианта изменения сечений: за счет изменения ширины пояса (рис.2.10, а) или высоты стенки (рис.2.10, б). Другие способы не эффективны. Обычно сечение в разрезных сварных балках пролетом до 30 м изменяют один раз, т.е. балку составляют из трех элементов, средний из которых проектируют по моменту в середине пролета, а два крайних – по моменту в месте изменения сечения.

Сопряжение поясных листов разной ширины обычно устраивают посредством прямого шва (рис.2.12), который, как известно, при ручной сварке

 

 

       
   
 
 

 


hСТ 1 hСТ

           
 
   
 
   
 

 


bП 1 bП

 
 

 


а) б)

 

Рис.2.10.Варианты изменения сечений балки

 

 

 
 

 


1:5

bП

bП1

z

 


Рис.2.11.Изменение ширины поясных листов

 

без применения физических методов контроля качества неравнопрочен основному металлу. Поэтому в формулу (2.11) необходимо подставлять допускаемое напряжение [σ 1]P или расчетное сопротивление R1P стыкового шва.

Наибольший эффект дает изменение сечения на расстоянии 1 / 6 пролета от опоры. Определив изгибающий момент М 1 в этом сечении, можно найти требуемый момент сопротивления и подобрать новую ширину пояса.

Проверку прочности в измененном сечении нужно делать иначе, чем в середине пролета. В частности, в балках с равномерно распределенной нагрузкой поперечная сила в середине пролета отсутствует, поэтому достаточно ограничить нормальные напряжения в крайних волокнах балки. В месте изменения сечения (обычно вблизи опор) присутствуют как предельные нормальные, так и значительные касательные напряжения, причем наиболее неблагоприятным будет их совместное действие на уровне поясных швов, поэтому нужно производить проверку прочности по приведенным напряжениям, определяя нормальное напряжение в месте соединения пояса со стенкой:

 
 


σПРИВ = σ 1 х2 + 3 τ 1 ху2 ≤ 1,15 R y,

 

М1 hСТ Q1

где σ1 х = , τ1 = ; 1,15 – коэффициент, учитывающий

Wx 1 h hСТδСТ

 

развитие в стенке пластических деформаций.

Конструктивное оформление балки имеет большое значение, так как этим определяется технологичность конструкции и, следовательно, ее экономичность. Во всех возможных случаях следует отдавать предпочтение балкам постоянной высоты.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.