Рис. 7.21. Схема балки, укрепленной поперечными, одним продольным, а также

короткими ребрами жесткости 1 - поперечные; 2 - продольные ребра жесткости; 3 - пластинка у сжатого пояса, 4 -пластинка у растянутого пояса; 5 - короткие ребра

Рис. 7.22. К примерам 7.6 и 7.7

1 - место изменения сечения пояса; 2 - место проверки местной устойчивости стеики; 3 - место проверки поясного шва

mm..........I.............iiiiiiiimiiiiiii

15 92,3= mo

I I ,1 T £

X I-

JL III

деформации.

Проверку ведем

по формуле (7.35а). Рассчитываем fto cT= 118/1 =

38-1 fto 11 -

= 9,25<0,11 =0,11 -7-= 12,98<0,5 /£ ? =

= 118>2,7К£/Л= 80,80- - =

2 2 „ 1

= 14,96 Проверка показала, что местная устойчивость пояса обеспечена.

2. Проверяем устойчивость стенки. Первоначально определяем необходимость по-

становки ребер жесткости по формуле (7.38) >.с1=- 1/ - =(116,1)х Л

ст V £ V 2,(

,06-104

= 3,87>2,2, т.е. вертикальные ребра жесткости необходимы. Кроме того, в зоне учета пластических деформаций необходима постановка ребер жесткости под каждой балкой настила, так как местные напряжения в стенке в этой зоне недопустимы. Определяем длину зоны использования пластических деформаций в стенке по формуле (7,39):

а= /

\ .h

= 1200 ]/ 1---== 273,6 см.

СТ V 1,1 116

Расстановку вертикальных ребер жесткости принимаем по рис. 7.22. По формуле (7.43) устанавливаем необходимость проверки устойчивости стенки. Расчет >.ст = 3,87 > 2,5 показал, что проверку устойчивости стенки следует производить.

Проверяем отсек «а». В соответствии с расшифровкой к формуле (7.46) определяем средние значения М и Q в сечении 2-2 на расстоянии х = 277 см от опоры (под балкой настила), что почти совпадает с рекомендацией расстояния в fto/2 от края отсека:

М2[9«(/ - «)]/2 = [153-2,77(12 -2,77)1/2= 1956 кН-м= 195600 кН-см;

Qa = ? ( 2 - X) = 153

Определяем действующие напряжения

М2 ftcT 195 600-

--2,77

= 494 кН.

10 986.120 - 159-

= 17,21 кНсм,

гд!* 1У 1рИН1Мается нз прим 7 3;

Оо 494 -

т= =-=4,26hH/cM=;

Лет ст 116 1

ам = 7,8кН/см- (см. прим. 7.5).

Определяем критические напряжения.

По формуле (7 40) находим

где /!„=--Лет; Яу1п = Лет = 3,87; Ц -= = = 2,38, /?ер = 13,5 кН/см

hf) 116

Размеры отсека а/Ло = М=2,38 и Ом/о= [21 формуле (7 44) определяем

5 = о.8-«

Ао WeT / 116 V 1 /

= 2,11.

По табл 7 6 при 6 = 2,11 и a zo = 2,38 предельное значение ам/а = 0,817. Расчетное значение Ом/а = 0,45<0,817, поэтому Окр определяем по формуле (7 45).

cpR 33,-37 23

кр - т- = -== 52,05 кH/cм

"•ст

где с„р==33,37 получено по табл 7 4 при 6 = 2,11.

По формуле (7 48) определяем Ом ьр, подставляя в нее из табл. 7.5 значение а/2 вместо а.

ci« 25,83-23 ,

ам HP = -ф- = = 27.83 кН/см=.

>. = -1/4=1/t- = .«2; ., = 25,83; 2/ст V Е 2-1 V 2,06-10*

по табл 7 5 при 6 = 2,11, а/2Лст= =1,2. Теперь подставляем все значения в формулу (7 47).

У (0/акр + а„/сг„.„р)2 + (т/тьр)= = К(17,21/52,05 + 7,8/27,83) + (4,26,10.66)2 =

= 0,728< Y = 1.

Проверка показала, что устойчивость стенки обеспечена и постановка ребер жесткости иа расстоянии а = 27б,9 cM>2ftcT = 2X 116=232 см возможна.

§ 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СОСТАВНЫХ БАЛОК

1. Соединение поясов балки со стенкой

Соединение поясов составной балки со стенкой осуществляют в сварных балках поясными швами, в клепаных и болтовых - поясными заклепками или болтами (рис. 7.23).

При изгибе балки это соединение предотвращает сдвиг поясов осно-сительно стенки балки (рис. 7.23, а), который был бы при раздельной самостоятельной работе элементов балки на изгиб. Такое соединение поясов со стенкой превращает все сечение в монолитно работающее. В сварных балках, работающих без учета пластических деформаций, при хорошей обеспеченности местной устойчивости стенки, когда значения левой части формул (7.46), (7 47), (7.50), (7.54) не превышают 0,9у, возможно применение односторонних поясных швов. В балках, работающих с учетом пластических деформаций, применение односторонних поясных швов не допускается.

Рис 7 2? Работа поясных швов, заклепок и болтов

а - сдвиг незакрепленных поясов относительно стенки, б - работа поясных швов, заклепок и болтов, в - поясные швы, поясные заклепки или болты

Расчет соединений ведется на силу сдвига пояса относительно стенки (рис. 7.23,6). В сварных балках сдвигающую силу Т, приходящуюся на 1 см длины балки, определяют через касательные напряжения

Т = т/ст =

где Q - расчетная поперечная сила, Sn - статический момент пояса относительно нейтральной оси сечения балки, / - момент инерции сечения балки

Сдвигающая сила стремится срезать поясные швы, а потому сопротивление этих швов срезу должно быть не меньше силы Т:

Отсюда определяют требуемую толщину шва (рис. 7.23, е)

где Q -поперечная сила в опорном сечении балки; /г=1 при односторонних швах, п = 2 при двусторонних швах; (р/у") mm - меньшее из произведений глубины проплавления на расчетное сопротивление, принимаемое по условному срезу шва или по срезу металла на границе сплавления шва (см. гл. 5 § 4).

При приложении сосредоточенной нагрузки через пояс балки в месте, не укрепленном ребром жесткости (например, поэтажное опирание второстепенных балок на главную, см. рис. 7.15), поясные швы будут испытывать дополнительное местное давление, которое определяется по формуле, аналогичной (7.31), и проверка поясного шва должна производиться на равнодействующую сдвига и местного давления:

(7.57)

у jmln

Поясные швы следует делать сплошными, одинаковой наименьшей допустимой толщины по всей длине балки, применяя автоматическую сварку. Минимальные значения толщин поясных швов следует принимать по табл. 5.5.

Пример 7.7. Требуется рассчитать поясные швы сварной балки примера 7 3 Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняем двусторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св-0,8 А По формуле (7.57) определяем толшину шва в сечении х = 92,3 см (см. рис. 7 22), под первой от опоры балкой настила, где сдвигаюшая сила максимальна.

[тХш] ViQSJIf + (/м) = (2.18,97)Х

X >(918-2950/478 174)-f (136,56/17,5)2 = 0,24 см.

По табл 5 1 определяем /?y==180 Л4Па=18 кН/см, а по прил 4 Ry =165 МПа = = 16,5 кН/см2

По табл. 5 4 определяем „, = 1,1, Рс = 1,15 Далее определяем более опасное сечение шва.

Ryl, = 1,1-18= 19,8 кН/см2 >(?= 1,15-16,5= 18,97 кН/см=.