Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балки.

1. Проверка устойчивости сжатого пояса

Производится в месте максимальных нормальных напряжений в нем – в середине пролета балки, где возможны пластические деформации:

Условие обеспечения устойчивости пояса имеет вид:

≤0.5

= ½(

= = 10.2 < 0,5= 14.65

2. Устойчивость стенки

Проверяем необходимость укрепления стенки поперечными ребрами жесткости:

Следовательно, поперечные ребра жесткости необходимы.

Конструкция ребер жесткости:

Расстояние между поперечными ребрами жесткости не должно превышать

2

Расстояние между поперечными ребрами жесткости должно быть a < 2

Принимаю односторонние ребра жесткости, располагая их с одной стороны балки. При этом ширина ребер жесткости должна быть не менее:

+ 50 =

Принимаю ширину ребер жесткости

Толщина ребер жесткости должна быть не менее

= = 8,19 мм

Принимаем толщину ребер жесткости

Проверяем устойчивость стенки в зоне действия наибольших нормальных напряжений.

Значение напряжений на уровне поясных швов :

Т.к отношение a/= 320/159 = 2,01 > 1.33

Проводим 2 проверки, но в этом случае во 2ой проверке a заменяем на a₁ = 0.67a

1ая проверка:

Определяем критические нормальные напряжения

Коэффициент, учитывающий степень упругого защемления стенки в поясах балки и определяемый по формуле:

Интерполяцией получаем

см²

р = 1,04=1.04 *– относительная длина загружения пластины местной нагрузкой

= 18 см

b – длина передачи местной нагрузки на балку ( ширина полки балки настила)

С₁ = 13,68

С₂ = 1,98

Далее определяем =

Местные напряжения в стенке под балками:

= = 7.85

Проверяем условие устойчивости (при

2я проверка:

a₁ = 0.67a = 0.67*3200 = 2144 мм

Тогда

C_cr = 32.976

см²

p = 0.13 a_1/h_ст = 1,35

С₁ = 17,96

С₂ = 1,786

=

Проверяем условие устойчивости (при

Стенка в середине пролета устойчива.

Рассмотри сечение, расположенное вблизи от опоры балки на расстоянии

Х = h_w/2 = 159/2 = 79.5 см

M₁ = == 967.81 кНм

Q_{1 =} q(L-x) = 171.4(15/2 – 0.795) = 1149.24 кН

= 4.49 кН/см²

Местные напряжения в стенке под балками

= = 7.85 кН/см²

= = 0.4

р = 1,04=1.04 *

С₁ = 13,68

С₂ = 1,8

= = 38.74 кН/см²

=

= = 1.67

= = 4.52

Определяем критические касательные напряжения

= 10.3(1 + ) = 8.93 кН/см²

Приведенные проверки показали, что запроектированная балка удовлетворяет требованиям прочности, прогиба, общей и местной устойчивости.

Проверка прочности поясных швов

Швы надлежит выполнять автоматической сваркой в лодочку, сварной проволокой Св-08А. Для этих условий и марки стали С255 имеем следующее:

По табл.56 СНиП II-23-81^* определим значение нормативного сопротивления металла шва по временному сопротивлению

Тогда расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:

R_wf = 0.55кН/см²

- коэффициент надежности по материалу шва.

По таблице 51 СНиП II-23-81^* для стали C255 определим временное сопротивление стали разрыву

R_un = 37 кН/см²

R_wz = 0,45*R_un = 0,45*37 = 16,65 кН /см²

По табл.34 СНиП II-23-81^* для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва:

β_f = 1,1 – по металлу шва

β_z = 1,15 – по металлу границы сплавления

Определим какое сечение в соединении является расчетным (более опасное) :

β_f R_wf = 1,1*18,04 = 19,84 > β_z R_wz = 1,15*16,65 = 19,15 кН/см²

расчетным является сечение по металлу границы сплавления.

Из предыдущих расчетов имеем:

J₁ = 1706080.4 см⁴ – измененного сечения

F = 2*126.23 = 252.46 кН – сосредоточенная нагрузка от второстепенной балки

L_m = 20.5 см – длина передачи нагрузки на стенку балки.

В расчетном сечении определяем поперечную силу:

Q = q^p(

X = 0,5 ( а/2 = 1000/2 = 500 мм = 0,5м)

= 0.38 см

n = 2 – количество швов(двусторонние швы)

По табл.38 СНиП II-23-81^* для пояса толщиной 40 мм принимаем катет шва

k_f = 9 мм