Автор: Пользователь скрыл имя, 19 Февраля 2013 в 22:29, реферат
Балками называются конструкции сплошного сечения, длина которых значительно превышает размеры сечения. Балки работают на изгиб. Их применяют в конструкциях зданий, мостах, эстакадах и др. Наиболее рациональным является принимать сплошные балки при пролетах до 20 м.
Для обеспечения общей устойчивости ширина полки должна быть
.
Из условия обеспечения местной устойчивости сжатой полки ограничивается величина ее свеса. В условиях упругих деформаций
.
С целью уменьшения остаточных сварочных напряжений рекомендуется принимать
.
Рис. 6. Расчетное сечение балки
Правильность подбора сечения балки проверяется:
- по прочности
На действие изгибающего момента
,
На действие поперечной силы
,
Где учитывает ослабление сечения отверстиями, а и d- соответственно шаг и диаметр отверстий,
На действие местных напряжений
,
На действие приведенных напряжений в месте приложения сосредоточенных сил
,
- проверка общей устойчивости балки
Эту проверку не выполняют, если отношение не превышает предельных значений, указанных в нормах.
Проверку жесткости не выполняют, если h>hmin.
5.2 Изменение сечения
Сечение составных балок подбирают по наибольшим значениям усилий. Эти усилия наблюдаются только на ограниченных участках длины (рис. 7). На участках с меньшими усилиями прочность металла используется частично, что и является возможностью уменьшения сечения и соответственно расхода металла.
Изменение высоты балки применяют крайне редко, так как в этом случае увеличивается трудоемкость и стоимость изготовления балки.
Рис. 7. Изменение сечения балки
Изменение сечения выполняют путем уменьшения ширины полок. Экономия стали при этом достигается 10 - 12%. Сечение изменяют на расстоянии 1/6 l балки от опоры. Соединение полок производится стыковыми швами.
Расчет измененного сечения выполняется в следующей последовательности:
- намечается место изменения сечения
, (5.5)
где размер принимается кратным 10 см;
- определяется момент в сечении
, (5.6)
- определяется поперечная сила в этом сечении
, (5.7)
- определяется необходимый момент сопротивления в этом сечении
, (5.8)
где - расчетное сопротивление сварного стыкового шва, принимается равным при контроле качества шва физическими методами и при визуальном контроле. Если стыковой шов делается косым, то ;
- по формулам (5.9 ё 5.12) определяется необходимая площадь пояса ,
, (5.9)
- определяется момент инерции стенки балки:
, (5.10)
- требуемый момент инерции пояса:
, (5.11)
- требуемая площадь любого из двух поясов:
. (5.12)
Соответственно величине , подбираются размеры пояса измененного сечения балки согласно сортаменту универсальной листовой стали, а также руководствуясь ниже перечисленными требованиями.
(5.13)
,
Далее, определив геометрические характеристики измененного сечения, выполняется проверка прочности этого сечения по нормальным напряжением. Кроме того, необходимо сделать проверку прочности измененного сечения по приведенным напряжением:
,
где - нормальные напряжения на уровне поясных швов, определяется по формуле (5.14):
, (5.14)
здесь - высота стенки;
- касательные напряжения (5.15):
, (5.15)
где - статический момент пояса балки относительно нейтральной оси балки:
, (5.16)
Стык полок не должен совпадать с местом приложения сосредоточенных сил или стыком стенок.