Проверку общей устойчивости составных двутавровых балок выполняют по формуле:
где φb – коэффициент общей (боковой) устойчивости, принимается в зависимости от φ 1по табл. 81 [1],
где значения ψ следует принимать по табл. 77 и 78* [1] в зависимости от характера нагрузки и параметра α, который должен вычисляться по формуле:
где lef – расчетная длина сжатого пояса балки, закрепленного от поперечных смещений, так как промежуточные связи отсутствуют lef = lн=1,143 м;
Так как 0.1 ≤ α ≤ 40, то
Так как φ 1>0,85, то
Боковая устойчивость балки достаточна.
Проверка прочности при действии местных или локальных напряжений в стенке под балками настила
Принятое сечение балки удовлетворяет условиям прочности.
Длина участка главной балки в середине пролета, в котором развиваются упруго-пластические деформации:
Определяем количество ребер в середине пролета, разделив участок а на шаг балок настила 6.56/1.143 = 5,74. Принимаем 6 ребер в средине пролета.
Параметры ребер
Принимаем bh = 118мм
Толщина ребер должна быть не меньше
=2 0.118· 0.00798м=7.98мм
принимаем толщину ребра жесткости ts = 8 мм.
Проверка местной устойчивости стенки. Определяем условную гибкость стенки:
>3,2 – следовательно, нужны ребра на приопорном участке
Расчет поясных швов
Соединение полок составной балки со стенкой осуществляют поясными двусторонними швами в заводских условиях автоматической сваркой в лодочку. Для стали С245,С255 по табл. 55* [1] принимаем сварочную проволоку Св-08ГА. Диаметр проволоки 5 мм.
Определяем сдвигающую силу Т, приходящуюся на 1 см длины балки
где Q – расчетная поперечная сила;
S – статический момент полки относительно нейтральной оси сечения балки,
|
- момент инерции сечения балки.
Определяем требуемую высоту катета kf поясного шва.
Величина катета сварного шва из условия недопущения разрушения:
I. По металлу шва:
, где
- коэффициенты проплавления по табл. 34 [1]; - по табл. 56 [1]; - по табл. 3 и 51* [1].
II. По металлу границы сплавления:
Окончательно принимаем катет 10 мм
Проверка катета на совместное действие касательных и локальных напряжений (по двум условиям)
1) , где
τw– касательное напряжение в стенке по линии соединения пояса со стенкой,
τw= Т/τw =1401.19 /0,015 = 0,94*105 кН/м2
2)
3.5. Расчет опорного ребра главной балки
Принимаем сопряжение балки с колонной шарнирное, с примыканием к колонне сбоку. Опорное ребро жесткости крепится к балке сварными швами. Считаем, что через опорное ребро передаются все нагрузки от главной балки на опору.
Для опорного ребра принимаем сталь С245 (Ry = 240 МПа)
Требуемая площадь ребра жесткости
Принимаем толщину опорного ребра tp= 18мм (tp>16 мм). Тогда ширина опорного ребра будет равна Окончательно принимаем ширину ребра = 300 мм
Проверку опорного ребра балки на устойчивость производим с учетом площади расчетного сечения ребра и части стенки балки включенной в работу шириной:
Определяем момент инерции сечения
Определяем площадь сечения:
Тогда радиус инерции сечения будет равен
Находим гибкость опорного ребра
В зависимости от λ = 32 и Ry= 240МПа, по табл. 72[1] интерполяцией определяем φ = 0,923.
Проверяем опорное ребро на устойчивость:
|
где
Устойчивость опорного ребра балки обеспечена.
Рассчитываем прикрепление опорного ребра к стенке балки двусторонними швами с помощью полуавтоматической сварки проволокой Св – 08А
По толщине наибольшего элемента по (табл. 38) принимаем kfmin = 0,8 см. Так как высота шва больше 85kf, то расчетная длина шва будет составлять
lw = 85kf= 68 см
Расчет опорного ребра на устойчивость
Проверку опорного ребра балки на устойчивость производим с учетом площади расчетного сечения ребра и части стенки балки включенной в работу шириной:
Определяем момент инерции сечения
Тогда радиус инерции сечения будет равен
Находим гибкость опорного ребра
В зависимости от λ = 114,39 и Ry= 235МПа, φ = 0,537.
Проверяем опорное ребро на устойчивость:
где
Устойчивость опорного ребра балки обеспечена.