Главная Обратная связь

Дисциплины:






Изменение сечения главной балки по длине



Для экономии материала в составных балках можно изменять сечение по длине балки в соответствии с эпюрой изгибающих моментов, рис.3.3.

Изменение сечения в соответствии с п. 5.19 [4] выполняется без учета пластических деформаций, так как недопустимо одновременное образование нескольких шарниров пластичности в одном пролете балки.

 

Рис. 3.3. Изменение сечения по длине балки

Изменение сечения балки приводит к увеличению трудоемкости ее изготовления, поэтому целесообразно только для балок пролетом 10 м и более.

Проще изменить сечение поясов за счет ширины полки bf и оставить прежними остальные параметры сечения.

Решение задачи начинается с определения внутренних расчетных усилий и требуемых геометрических характеристик уменьшенного сечения главной балки.

При равномерно распределенной нагрузке место изменения сечения целесообразно назначать на расстоянии 1/6 пролета от опор.

Расчетные усилия в месте изменения сечения

, (3.23)

где х = 1/6 .

. (3.24)

Требуемый момент сопротивления уменьшенного сечения - определяют исходя из условия обеспечения прочности растянутого стыкового сварного шва по формуле:

, (3.25)

где Rwy - расчетное сопротивление сварного стыкового шва растяжению,

Rwy = 0,85Ry , табл.3 [4].

Требуемый момент инерции уменьшенного сечения балки

, (3.26)

Ширину пояса в месте изменения сечения bf1 находят в зависимости от требуемого момента инерции уменьшенного сечения пояса Jf1, учитывая следующие рекомендации

bf1>1/10h; bf1> 1/2 bf ; bf1> 18 см. (3.27)

Требуемый момент инерции уменьшенных поясов

. (3.28)

Требуемая площадь сечения одного пояса

см2. (3.29)

Ширина уменьшенного пояса

. (3.30)

Уточнив значение bf1, вычисляют геометрические характеристики для измененного сечения балки.

Af1= bf1tf; J1=Jw+2 bf1tf(h0/2)2; W1=2J1/h.

Проверяют прочность сварного стыкового шва в месте изменения сечения пояса

. (3.30)

Учитывая, что в месте изменения сечения одновременно действуют изгибающий момент М1 и перерезывающая сила Q1, а следовательно материал здесь будет испытывать сложное напряженное состояние, необходимо выполнить проверку прочности по приведенным напряжениям. Причем приведенные напряжения определяют для места сечения, в котором имеется наиболее неблагоприятное сочетание нормальных и касательных напряжений, т.е. для места соединения пояса со стенкой или иными словами в уровне поясных швов (рис.3.4).

, (3.32)

- нормальные напряжения в уровне поясных швов,

; (3.33)

- касательные напряжения в уровне поясных швов,

, (3.34)

Sf1- статический момент уменьшенного пояса,



. (3.35)

 

 

Рис. 3.4. К проверке прочности по приведенным напряжениям

 

 

3.6.1. Пример изменения сечения главной балки по длине.

Исходные данные см. пример 3.5.1, рис.3.4.

Место изменения сечения главной балки находится на расстоянии

х = 1/6 lГБ = 1/6·12 = 2 м = 200 см.

Определяем внутренние расчетные усилия в месте изменения сечения по (3.23) и (3.24):

М1 = (1,243·200(1200-200) /2 = 124300 кН см;

Q1 = 1,243(1200 /2-200) = 497,2 кН.

Определяем требуемые геометрические характеристики уменьшенного сечения по (3.25) и (3.26):

W1ТР = 124300 /0,85·23 = 6358,06 см3;

J1ТР = 6358,06·110 /2 = 349693,09 см4.

Вычисляем ширину уменьшенного пояса, учитывая рекомендации (3.27):

bf1 > 1 / 10·110 = 11 см; bf1 > 1 / 2·36 = 18 см; bf1 >18 см.

Требуемый момент инерции уменьшенных поясов по (3.28):

Jf1ТР = 349693,09 - 99251,33 = 250441,76см4.

Требуемая площадь сечения уменьшенных поясов по (3.29):

Af1ТР = 2·250441,76 /1082 = 42,94 см2.

Ширина уменьшенного пояса по (3.30): bf1 = 42,94 /2 = 21,47 см.

Окончательные размеры уменьшенного сечения:

h = 110 см, hw = 106 см, tw = 1 см, bf1 = 22 см, tf = 2 см.

Уточняем значение площади сечения пояса: Af1 = 22·2 = 44 см.

Вычисляем геометрические характеристики уменьшенного сечения

J1 = 99251,33+2·22·2(108 /2)2 = 355859,33 см4;

W1 = 2·355859,33 /110 = 6470,2 см3.

Проверяем прочность сварного стыкового шва по (3.31):

=124300 /6470,2 = 19,21 кН/см2 < 0,85·23=19,55 кН/см2.

Проверяем прочность балки в месте изменения сечения по приведенным напряжениям от совместного действия М1 и Q1 по (3.32), предварительно определив по (3.33), по (3.34) и Sf1 по (3.35):

124300·106 /6470,2·110 = 18,51 кН/см2;

Sf1 = 22·2·108 /2 = 23,76 см3;

497,2·2376 /355854,33·1 = 3,32 кН/см2;

 

.кН/см2 ≤ 115·23 = 26,54 кН/см2.

Прочность балки в месте изменения сечения обеспечена.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...