Геометрические характеристики измененного сечения балки

Статический момент пояса относительно нейтральной оси:

Проверяется прочность измененного сечения балки по касательным напряжениям на опоре:

Проверяется прочность измененного сечения балки по приведенным напряжениям на грани стенки (точка А, рис. 7) по п. 5.14^* [3]. При этом нормальные напряжения в точке А равны:

касательные напряжения в точке А равны:

Так как одна из балок настила попадает на место измененного сечения, то определяются местные напряжения под балкой настила:

где F = Q_max1 = 92,4 кН – расчетное значение силы (см. п. 1.2); l_еf = b_f + 2 t_f = = 14 + 22,0 = 18,0 см – условная длина распределения нагрузки, (см. п. 5.13 [3]); b_f = 14 см – ширина пояса I 33.

Приведенные напряжения:

Таким образом, прочность принятого уменьшенного сечения главной балки обеспечена.

3. Расчет поясных швов

В сварных балках составного сечения соединение поясов со стенкой осуществляется поясными швами. Поясные швы исключают при изгибе балки сдвиг поясов относительно стенки и превращают все сечение в едино работающее. Это соединение передает на стенку балки местную нагрузку, приложенную к поясам между поперечными ребрами жесткости. Поясные швы принимаются двусторонними. Однако в сварных двутавровых балках, несущих статическую нагрузку, нормы допускают применение односторонних поясных швов. В этом случае расчетная нагрузка должна быть приложена симметрично относительно поперечного сечения балки, а в местах приложения к поясу балки сосредоточенных нагрузок должны быть установлены поперечные ребра жесткости. Поясные швы следует выполнять автоматической сваркой, сплошными, наименьшей допускаемой толщины.

Расчет поясных швов ведется на сдвигающее усилие, возникающее между поясами и стенкой, и местного давления от внешней нагрузки, приложенной к поясу балки.

Пример

Поясные швы выполняются автоматической сваркой в положении "в лодочку" сварочной проволокой Св-08ГА под слоем флюса АН-60. Катет шва k_f = 6мм – минимально допустимая толщина сварного шва по табл. 38^*[3]. Для этих условий и стали С255 по табл. 56^*[3]: R_wf = 200 МПа; R_wz = 0,45R_un = 0,45370 = = 166,5 МПа; _f = 1,1; _z = 1,15 (R_un = 370 МПа, табл. 51^*[3] – для наиболее толстого из свариваемых листов).

Расчет поясных швов выполняется с учетом местных напряжений под балками настила (см. п. 2.4).

Расчетные усилия на единицу длины шва:

Проверяется прочность шва:

по металлу шва:

по металлу границы сплавления:

Таким образом, минимально допустимая толщина шва достаточна по прочности.

3. Проверка обеспеченности общей устойчивости балки Пример

Нагрузка на главную балку передается через балки настила, закрепляющие ее в горизонтальном направлении и установленные с шагом а.

Определяется предельное отношение расчетной длины участка балки между точками закрепления l_ef к ширине сжатого пояса b_ef, при котором не требуется расчет на устойчивость балки.

Предельное отношение l_ef /b_ef =17,2 > a / b_f = 1/0,5 = 2. Следовательно, общую устойчивость балки проверять не требуется.