Проверка прочности и устойчивости ГБ

Проверкапрочности

а) Проверку прочности по нормальным напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле (28) [1]:

т.е. прочность ГБ по нормальным напряжениям обеспечена.

В соответствии с п.1.9 [1] элементы стальных конструкций должны иметь минимальные сечения, удовлетворяющие требованиям норм. В составных сечениях, устанавливаемых расчетом, недонапряжение не должно превышать 5%.

т.е. недонапряжение ГБ удовлетворяет требованиям норм .

б) Проверку прочности по касательным напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле (29) [1]:

,

т.е. прочность ГБ по касательным напряжениям обеспечена.

в) Проверка на жесткость балки.

Т.к высота балки больше, чем  , проверять жесткость балки не требуется.

в) на совместное действие нормальных и касательных напряжений в рамках данной курсовой работы не проводим.

4.5.2 Проверка общей устойчивости

Проверка общей устойчивости ГБ осуществляется в соответствии с требованиями п. 8.4[1]. Проверку общей устойчивости можно не проводить, если соблюдены требования п. 8.4.4 [1]: отношение расчетной длины балки к ширине сжатого пояса не превышает значений, определяемых по формулам табл. 11 [1] для балок симметричного сечения.

Наибольшее значение l_ef/b, при котором не требуется расчет на устойчивость сварных балок, определяется по формуле:

где  b и t- соответственно ширина и толщина сжатого пояса;

h- расстояние между осями поясных листов.

Тк все условия выполнены, то условная предельная гибкость сжатого пояса балки определяем по формуле в табл 11[1], вне зависимости от уровня приложения нагрузки и при чистом изгибе:

3,125<16,984, т.е. общую устойчивость ГБ проверять не требуется.

Проверка местной устойчивости стенки

Для обеспечения местной устойчивости без дополнительного укрепления ее продольным ребром, необходимо обеспечить следующее условие:

Условие выполнено, установки продольного ребра жесткости не требуется.

Проверка и обеспечение местной устойчивости стенки ГБ выполняется в зависимости от значения условной гибкости стенки, которая определяется по следующей формуле:

Проверка условия ;

 – условие не выполняется, необходимо постановка ребер жесткости

Значение условной гибкости стенки превышает 3,2, поэтому следует укреплять поперечными ребрами жесткости в соответствии с требованиями п.7.10 [1].

Расстояние между основными поперечными ребрами жесткости не должно превышать 2Zh_efпри :

Увяжем расположение ребер с шагом БН, те 100см.

Принимаем парные ребра жесткости.

Минимально допустимая ширина ребра

Расстояние между ребрами жесткости примем равным 100 см, устанавливаем ребра в местах опиранияБН. Под БН, не закрепленными ребрами жесткости, возникает местное напряжение.

Т.к. под каждой БН установлено ребро жесткости, то в ГБ местного напряжения не возникает и расчет на местную устойчивости выполнять не требуется.

Размеры ребер жесткости

Укрепляем стенку парными симметричными ребрами. Ширина выступающей части ребра определяется в соответствии с п. 7.10 [1]:

Минимально допустимая ширина ребра

=

принимаем b_h=30 мм

Толщина ребра t_s должна быть не менее ;

Принимаем толщину

Расчет опорного ребра

Согласно п. 8.5.17 [1] при высоте выступающей части опорного ребра а 1,5t, напряжение в нижних торцах при действии опорной реакции не должно превышать расчетного сопротивления смятию R_p.

Из условия смятия определяется необходимая площадь поперечного сечения опорного ребра.

Принимается а=1,3см (т.к. t=1,15см). Требуемая площадь поперечного сечения опорного ребра равна:

Примем ширину опорного ребра равной ширине полки ГБ.

Фактическая площадь сечения опорного ребра составит

А_опт= 32´1,15=36,8 см².

Согласно п.8.5.17 [1] участок стенки балки составного сечения над опорой при укреплении его ребрами жесткости следует рассчитывать на продольный изгиб из плоскости как стойку, нагруженную опорной реакцией. В расчетное сечение этой стойки следует включать сечение опорного ребра и полосу стенки шириной с каждой стороны ребра. Расчетную длину стойки следует принимать равной высоте стенки.

Расчет на устойчивость следует выполнять по формуле (7) [1]:

где j- коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл. 72 [1] в зависимости от условной гибкости .

;

где l_ef- расчетная длина стойки;

i_x- радиус инерции сечения.

Геометрические характеристики сечения, рассчитываемого на продольный изгиб (опорная часть стенки совместно с опорным ребром), определяются для полосы стенки шириной:

Определим геометрические характеристики сечения:

Рис.9 Опорное ребро и участок стенки балки.

За расчетную длину l_efпринимается высота стенки на опоре, l_ef=131см, тогда гибкость равна: .

коэффициент продольного изгиба по формулам п.7.1.3 ф.8[1]

Итак, для проверки устойчивости опорного участка ГБ имеются

 следующие данные:

R_yZg_c= 2400´1=2400кгc/см²

N/(j´A) R_yg_c, т.е. 2178 2400

т.е. устойчивость участка стенки ГБ над опорой обеспечена.