2.7.Проверка местной устойчивости элементов балки и расчет ребер
Местная устойчивость сжатого свеса пояса считается обеспеченной в том случае, если выполняется условие : b ef / t f £ 0.5 * Ö E / R y
b ef / t f = (40 - 1.4) / 2 / 2 = 9,65 £ 0.5* Ö 2.06 x 10 4 / 24,5 = 14.5 - устойчивость сжатого свеса обеспечена.
Условная гибкость стенки :
l w = h w / t w * Ö R y / E = 186 / 1.4 * Ö 24,5 / 2.06 x 10 4 = 4.58 > 3.5 - необходимо стенку укрепить парными поперечными ребрами и проверить ее устойчивость расчетом в пределах каждого отсека. Расстояние между ребрами a £ 2 * h w =2*186 =372 см , принимаем a =300 см
Размеры ребер :
ширина ребра b h ³ h w / 30 + 40 мм = 1860 / 30 + 40 = 102 мм, принимаем ширину ребра равной 110 мм, толщина ребра t s ³ 2 * b h*Ö R y / E = 2 * 110 * Ö 24,5 / 2.06 x 10 4 = 7.58 мм. Принимаем толщину ребра 8 мм .
Проверяем устойчивость стенки балки , укрепленной поперечными ребрами жесткости
Ö (s / s c r ) 2 + (t / t c r ) 2 £ g c
s = M / W * h w / h = 5451.48 / 22250.94 *186 / 190 =23.98 кН / см 2
t = Q / ( t w* h w) =1038.38 / ( 1.4 * 186 ) =3.988 кН / см 2
Критические напряжения потери местной устойчивости стенки
нормальные:
s cr = C c r * R y / l w 2 C c r определяется по таблице 21 [1] в зависимости от величины d , вычисляемой по формуле:
d = b * b f / h w * ( t f 3 / t w 3 ) =0.8 *40 /186 *(2 /1.4) 3 = 0.5 £ 0.8 , C c r = 30
s cr = 30 * 24,5 / 4.58 2 = 35,04 кН / см 2
касательные:
t c r = 10.3 * ( 1 + 0.76 / m 2 ) * R s / l ef 2 , где m - отношение большей стороны отсека к меньшей, l ef - условная гибкость стенки, определенная по меньшей стороне отсека
m = 300 / 186= 1.6
l ef = d / t w * Ö R y / E =186 /1.4 * Ö 24.5 / 20600 = 4.58
t c r = 10.3 * (1 + 0.76 / 1.6 2 ) * 14.21 / 4.58 2 = 9.05 кН / см 2
Ö (29.98 / 35.04) 2 + (3.988 / 9.05) 2 £ 1
0.8 £ 1 - устойчивость стенки в пределах проверяемого отсека обеспечена
Таким образом, парные поперечные ребра жесткости b s= 110 мм, t s =8 мм ставятся с шагом 3000 мм
|
2.8.Проверка жесткости Проверяют жесткость разрезной балки
f / l = M н * l / (10 *E * J 1) £ [ f / l ] , где [ f / l ] =1/300 –предельный относительный прогиб
461853 * 2100 / (10 *20600 *1457613,2 ) =0,0032 £ 0,00333
2.9.Расчет поясных швов
Сварные поясные швы в балках делают сплошными одной толщины. По конструктивным соображениям минимальный катет поясного шва принимается в зависимости от толщины полки согласно табл.2 приложения 5.
Конструктивно минимальная высота катета поясного шва k f = 6 мм.
Поясной шов принятого катета проверяется на прочность
по металлу шва QS’f / (tw I’f ) £ Rwf gwf gc = 1038 * 3760 / 1,4*1457613,2 =9,6 < 15,3
по металлу границы сплавления QS’z /(tw I’f ) £ Rwz gwz gc =1038 * 3760/1,4*1457613 =9,6 < 16,4
2.10.Конструирование и расчет опорной части балки
Требуемая площадь опорного ребра
A s тр ³ Q / R p , где R p - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности. При R u n = 37 кН / см 2 по табл. 52 [1] найдем R p = 34 кН / см 2 .
A s тр = 1038.38 / 34= 30.54 см 2
Принимаем толщину опорного ребра t s = 20 мм
Ширина ребра b s = A s тр / t s =30,54 / 2 = 15,27 см , b s ³ 180 мм , значит b s =18 см
Рис. 5*. Опорное ребро и опорная часть главной балки.
Проверим устойчивость опорного ребра
b s / (2 *t s ) £ 0,5 * Ö E / R y
20 / (2 *2 ) £ 0.5 * Ö20600 / 24,5
4,5 £ 14,5 см
Проверяем устойчивость относительно оси Z :
s = Q / (j * A оп ) £ R y * g c
A оп -расчетная площадь опорной части балки
A оп = t w * 0,65t w *Ö(Е / R y ) + t s * b s =1.4 *0,65*Ö (20600/24,5)+2 *20 =66.3 см 2
j -коэффициент продольного изгиба , зависит от гибкости.
Гибкость l = h / i z = h / Ö J z / A оп
Момент инерции условного сечения J z = t s * b s 3 / 12 = 2 *20 3 / 12=972 см 4
l =190 / Ö 972 / 66,3 =49.28 , такой гибкости соответствует коэффициент продольного изгиба j = 0.855
Нормальные напряжения s =1038,38 / (0,855 *66,3 ) =18,57 £ 24,5 кН / см 2 .
Определим толщину швов прикрепления опорных ребер к стенке
k f ³ Q/ ( n * b f * h w * R w f *g w f * g c ) , где n –число швов
k f = 1038.38 / (2 * 0.7 * 186 * 18*0.85 * 1 ) = 0.23 см
Минимальный конструктивный шов - 6 мм