2.3. Расстановка поперечных ребер. Проверки прочности и жесткости главной балки.

Т. к. , то для укрепления стенки главной балки требуется установка поперечных ребер жесткости.

Ребра жесткости устанавливаем под каждой балкой настила, т.е. расстояние между ребрами равно 1,333 м.

Ширина выступающей части ребра:

;

Принимаем: .

Толщина ребра:

;

Принимаем:

.

Рис. 2.6 Парные симметричные ребра жесткости

Проверка прочности опорного сечения на срез по максимальным касательным напряжениям:

, где

- статический момент уменьшенного полусечения балки относительно нейтральной оси.

Условие выполняется, значит, прочность опорного сечения на срез по максимальным касательным напряжениям обеспечена.

Под каждой балкой настила имеется ребро жесткости, поэтому проверка прочности стенки главной балки по местным напряжениям не требуется:

.

Проверка совместного действия нормальных и касательных напряжений:

Распределение напряжений в сечении

, где

- нормальное напряжение в точке B в месте изменения сечения балки;

- касательное напряжение в точке B в месте изменения сечения балки, где

- статический момент уменьшенного сечения пояса балки относительно нейтральной оси.

Условие выполняется, значит, прочность на совместное действие нормальных и касательных напряжений обеспечена.

Жесткость главной балки обеспечена, и ее можно не проверять, т. к. высота главной балки принята больше минимальной.

2.4. Проверка общей устойчивости главной балки.

Условие устойчивости:

1)В середине пролета главной балки:

, где

;

(с=с₁ в середине пролета);

;

;

;

;

.

2)В уменьшенном сечении главной балки:

, где

;

;

;

;

, принимаем 15.

;

.

Условия для середины пролета и для уменьшенного сечения выполняются, поэтому общую устойчивость главной балки можно не проверять.

2.5. Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки главной балки.

Расчетные отсеки главной балки

, где

- сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, где

, где

;

- среднее касательное напряжение;

.

- критическое нормальное напряжение, где

- коэффициент, определяемый в зависимости от ;

, где

;

- критическое касательное напряжение, где

- отношение большей стороны пластинки (отсека) к меньшей;

- гибкость пластинки, где

- меньшая из сторон пластинки.

Условие выполняется, значит, местная устойчивость сжатого пояса и стенки главной балки в среднем отсеке обеспечена.

2.6. Расчет поясных швов.

Требуемый катет углового шва:

;

- при двусторонних швах;

- коэффициенты, учитывающие глубину провара;

- коэффициенты условий работы шва;

- расчетное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу шва

- расчетное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу границы сплавления, где

- временное сопротивление стали разрыву;

Принимаем катет шва:

.

2.7. Конструирование и расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах.

Доля изгибающего момента, приходящегося на пояса:

, где

- момент инерции пояса;

Доля изгибающего момента, приходящегося на стенку:

, где

- момент инерции стенки.

Для монтажного стыка принимаем высокопрочные болты диаметром 20 мм.

Диаметр отверстий под болты принимаем 23 мм. Задаемся сталью болта 40 Х «селект»

Расчетное усилие, воспринимаемое каждой поверхностью трения:

, где

,где

- нормативное сопротивление стали болтов;

- коэффициент трения;

- коэффициент надежности;

- площадь сечения болта нетто;

- коэффициент условий работы соединения;

Расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом:

, где

- количество поверхностей трения, соединяемых элементов.

Проектирование стыка поясов:

Продольное усилие, приходящееся на один пояс:

.

Количество болтов для прикрепления накладок к одному поясу по одну сторону стыка:

;

Принимаем 14 болтов.

При размещении болтов следует учитывать:

а) расстояние между центрами болтов в любом направлении

min = 2,5*d = 2,5*23 = 57,5 мм

max = 8*d = 8*23 = 184 мм

б) расстояние от центра болта до края элемента

min = 1,3 *d = 1,3*23 = 29,9 мм

max = 4*d = 4*23 = 92 мм

Каждый пояс перекрывается тремя накладками. Ширина накладок с внутренней стороны пояса назначается на 15-25 мм меньше свеса пояса b_ef = 205 мм и округляется до 5 мм.

Принимается b_ef = 190 мм

Рис. 2.6 Монтажный стык

По краю стыка в сечении 1-1 должно выполняться условие:

;

.

.

В середине стыка должно выполняться условие:

;

t_накл – толщина накладки,

t_накл = t_f /2+4 мм = 20/2+4 = 14 мм = 1,4 см

86,24 > 71,4

Условия выполняются, значит, толщина накладок достаточна.

Проектирование стыка стенки:

Максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, действующего на каждый крайний наиболее нагруженный болт:

, где

- число вертикальных рядов по одну сторону стыка;

- предварительное расстояние между крайними по высоте рядами болтов;

- коэффициент, зависящий от количества рядов болтов по вертикали;

Принимаем:

.

Принимаем количество рядов болтов:

.

Шаг болтов:

;

Принимаем:

.

- уточненное расстояние между крайними по высоте рядами болтов.

Проверка несущей способности стыка стенки:

, где

Принимаем толщину накладок:

.