Расчет и конструирование конструкций балочной клетки
154 = 30,8 см.
см
По технологическим соображениям (для удобства автоматической сварки) ширина поясного листа должна быть не менее 180 мм. Толщину поясного листа обычно задают в пределах 8 … 40
мм (но не менее толщины стенки) с градацией по ГОСТ 82–70*. Применение листов из малоуглеродистой стали толщиной более 40 мм и из низколегированной стали толщиной не более 32 мм невыгодно из-за пониженного предела текучести, а в следовательно, и пониженных расчетных сопротивлений.
Принимаем =20 мм; =400 мм.
Проверка прочности.
Подобранное сечение балки необходимо проверить на прочность. По назначенным размерам балки вычисляют фактические геометрические характеристики поперечного сечения. Момент инерции сечения:
(2.10)
см
Статический момент площади половины сечения:
(2.11)
см
Момент сопротивления сечения:
(2.12)
см
Определяют наибольшие нормальные напряжения в балки:
(2.13)
< 24 кн/см
Определяем наибольшие касательные напряжения в балки:
(2.14)
кн/см
8,58 < 13,92 кн/см-условие выполняется.
Проверку на местное давление не произвожу, так как сопряжение в одном уровне, к верхнему поясу балки сосредоточенная нагрузка не приложена .
Проверка жесткости.
Относительный прогиб балки:
(2.15)
0,002 < 0,0025
В процессе окончательного расчета размеры поперечного сечения балки могут корректироваться. Сечение считается подобранным правильно, если оно удовлетворяет перечисленным условиям прочности и жесткости.
Изменения сечения балки.
Место изменения сечения поясов балки принимают на расстоянии x от опоры (рисунок 13):
X = (1/5 ÷ 1/6)*L (2.16)
1/5*L=1/5*14=2.8 м.
1/6*L=1/6*14=2,33 м.
Принимаем X=2,33 м.
Находим расчетный момент в сечении:
, (2.17)
кНм
Рисунок 13 – К месту изменения сечения
Требуемый момент сопротивления сечения балки при выполнении стыка полуавтоматической сваркой:
, (2.18)
где = 0,85*R– расчетное сопротивление сварного соединения на растяжения и изгиб
= 0,85*24 = 20,4 кН/см
см3
Требуемый момент инерции измененного сечения:
(2.19)
см
Момент инерции, приходящейся на поясные листы:
, (2.20)
Где см
см
Требуемая площадь поясных листов:
, (2.21)
см
Ширину поясных листов назначают не менее 180 мм и не менее =400/2=200 мм. Кроме того, должно соблюдаться соотношение , то есть > 154 мм.
Принимаем =см, ширину поясных листов принимаем по сортаменту равным 32 см.
Момент инерции измененного состояния балки:
(2.22)
см
Момент сопротивления измененного сечения балки:
, (2.23)
см
Проверяем нормальные напряжения:
, (2.24)
кН/см
17,03 кн/см< 20,4 кн/см-условие выполняется.
Проверяем наибольшие касательные напряжения по нейтральной оси сечения, расположенного у опоры балки:
, (2.25)