Обеспечение местной устойчивости

Потеря устойчивости сжатого пояса и стенки визуально выглядит как местные изгибные деформации. Они часто несимметричны, что приводит к потере несущей способности балки в целом.

Местная устойчивость стенки от действия нормальных напряжений

Проверка устойчивости сжатого пояса производится в месте максимальных напряжений в нем – в середине пролета балки.

Потеря устойчивости стенки от действия σ представлена в прил.16.

Рассчитываем:

Местная устойчивость стенки не обеспечена и требуются продольные ребра жесткости.

Исключить появление выпучины можно двумя способами: принятием достаточной толщины стенки или постановкой продольных ребер жесткости. Постановка ребер эффективна при высоте главной балкиh_гб≥ 2,0 м.

В рассматриваемом случае h_ГБ< 2,0 м, значит, устойчивость стенки от действия следует путем принятия достаточной для обеспечения устойчивости толщины:

 = 0,983 см.

При компоновке сечения принята толщина , что больше, чемтребуемая с позиции обеспечения местной устойчивости стенки.

Проверка устойчивости стенки от действия касательных напряжений

Необходимо проверить условие .

Для этого определяется значение условной гибкости стенки:

.

> 3,2

Согласно[п. 7.10, 6]требуется постановка поперечных ребер жесткости:при >3,2 максимальное расстояние между ними 2 .

– при отсутствии подвижной нагрузки, если гибкость стенки  превышает 3,2;

–при отсутствии подвижной нагрузки, если гибкость стенки  превышает 2,2.

Потеря устойчивости стенки от действия τ изображена в прил.17.

Расстояние между основными ребрами жесткости не должно превышать 2h_ω при _ω>3,2.

2h_ω=2∙154=308 см

Принимается расстояние между ребрами жёсткости а=240 см по всему пролету балки за исключением двух опорных отсеков. Схема расстановки рёбер жёсткости представлена в прил. 18.

Местная устойчивость полки от действия нормальных напряжений

Изображение потери устойчивости сжатой полки представлено в прил.19.

Определяем свес полки: .

Условие выполняется, таким образом, местная устойчивость полки обеспечена.

Местная устойчивость стенки от совместного действия нормальных, касательных и местных напряжений

Проверяем устойчивость стенки на совместное действие напряжений в наиболее напряженном отсеке, под балкой настила на расстоянии х1= 3,6 м от опоры, изображение прил. 20.

Устойчивость стенок обеспечена при:

Определяется изгибающий момент и перерезывающая сила в сечении на расстоянии х₁ = 3,6 м от оси:

В соответствии с [п. 7.2*, 6]напряжения  и  вычисляются по формулам:

;

;

Определяются критические касательные напряжения:

,

Где:где:  – отношение большей стороны пластинки к меньшей;  – расчетное сопротивление срезу; где  – меньшая из сторон пластинки.

 ,

;

Коэффициент определяется по формуле 77 [6]:

³ =0,8∙(56/154)∙(3/1)³= 7,85 (Табл. 21[2])

где коэффициент  (для прочих балок в прочих случаях).

[ ]= = 0,428

Определяем значение поформуле 75 [6]:

 ,

 по (Табл.21[6]);

где  = 5,19;

Нормальное местное критическое напряжение определяем по формуле (80) [6]:

(Табл.23 [6]);

где условная гибкость:

Проверка:

Местнаяустойчивость стенки не обеспечена.

Жесткость стенки можно увеличить путем увеличения ее толщины или уменьшением длины отсека.

Принимаем толщину стенки t_ω = 11 мм.

³ =0,8∙(56/154)∙(3/1,1)³= 5.91.

4.74;

.

 4,74

.

Проверяем устойчивость стенки:

;

Отсюда следует, что устойчивость стенки обеспечена.

Расчет поясных швов

Поскольку на балку опираются балки настила, то швы выполняем двусторонние, автоматической сваркой,положение в лодочку, при климатическом районе рассчитываемой группы конструкций относящейся к графе «2, 3 и 4-во всех районах, кромеI₁, I₂, II₂ иII₃ , и сталь класса С245. Примем марку сварочной проволоки Св–08А.

 По пределу текучести  = 38 , стали С245.

Вычисляем расчетное сопротивление  в соответствии с требованиями (табл. 3 [6]):

.

По табл. 34 [6] определяем β_f = 1,1 β_z = 1,15; ( табл. 56 [6]) находим R_wf = 18,5 кН/см²;

Произведения коэффициентов проплавления на расчетные сопротивления:

 Таким образом, минимальное произведение равно

.

Максимально допустимые катеты определяются в соответствии с [6, п. 12,8, а] как В нашем случае свариваем полку и стенку; стенка имеет меньшую толщину  отсюда

 По табл. 38*определяем минимальный катет шва k_f,min=7 мм, при

tf=30 мм.

Принимаем поясные швы с катетом  что больше  по расчету и меньше максимально возможного

1.2.8. Расчет швов прикрепления опорных ребер к торцам балки

Прикрепление опорного ребра к стенке проектируем двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой Св-08А.Изображение представлено в прил. 21.

Для полуавтоматической сварки проволокойd =1.4–2 мм с нижним положением шва при катетах 9-12 мм:

Расчетные сопротивление , .

Определяем катеты:

– из расчета на срез по металлу шва

– из расчетана срез по металлу границы сплавления

Максимально возможный катет , где  – минимальная толщина свариваемых элементов, , то есть, .

Минимально возможный катет по табл. 38

Принимаем катет швов ,

<8< .

Проверяем длину рабочей части шва:

.

Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.