Балочная клетка. Балочная клетка Тольятти. Балочная клетка нормального типа

• Название: Балочная клетка нормального типа
• Анкор: Балочная клетка
• Дата: 13.10.2021
• Размер: 351.23 Kb.
• Имя файла: Балочная клетка Тольятти.docx
• Тип: Курсовая; #246732
• страница: 5 из 10

3.3 Изменение сечения главной балки по её длине

Сечение составной балки, подобранное по максимальному изгибающему моменту в середине пролета, можно уменьшить в местах снижения моментов. Наибольший эффект дает симметричное изменение сечения на расстоянии от опор x равном примерно 1/6 пролета балки. Наиболее простым является изменение сечения за счет уменьшения ширины пояса.

Определяем привязку изменённых сечений: x = L/6 = 15/6 = 2,5 м.

Расчетный момент М_х и поперечная сила на расстоянии x = L/6 от опоры определяется по формулам:

М_х = q_гл.б·x(L_гл.б – x)/2, Q_х = q_гл.б·(L_гл.б/2 –x).

М_х = 97,45·2,5(15 – 2,5)/2 = 1522,7 кН·м.

Q_х = 97,45·(15/2 - 2,5) = 819,1 кН.

При применении прямого стыка в растянутом поясе без физических способов контроля качества шва расчетное сопротивление сварных соединений при растяжении принимается пониженным [табл. 4, 5]: R_wy = 0,85R_y; в рассматриваемом случае R_wy = 0,85·24 = 20,4 кН/см².

Определяем требуемые геометрические характеристики:

• 
  момент сопротивления изменённого сечения, исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение:
  

W_x^тр = М_х/R_wyγ_c = 1522,7·10²/20,4 = 7464,2 см³;

• 
  момент инерции измененного сечения:
  

I_x^тр = W_x^тр·h/2 = 7464,2·130/2 = 485173 см⁴;

Требуемая площадь изменённого сечения пояса:

А_f,x = = = 34,8 см².

ширина пояса:

b₁ = А_f,x /t_f = 34,8/2 = 17,4 см.

По конструктивным требованиям ширина пояса b_f¹ должна отвечать условиям: b₁ ≥ b/2; b₁ ≥ h_гб/10; b₁ ≥ 13 см.

В рассматриваемом случае: b/2 = 36/2 = 18 см, h_гб/10 = 130/10 = 13 см, требования удовлетворяются.

Принимаем пояса из универсальной стали по ГОСТ 82-70^*сечением 180х20 мм.

Проверяем приведенные напряжения в стенке балки на уровне поясных швов на границе изменения сечения.

Момент сопротивления изменённого сечения балки

W_x = = = 7615 см³.

Нормальные напряжения
σ = = = 19,38 кН/см².

Касательные напряжения определяем по формуле:

τ = Q_х /h_ef·t_ω = 819,1/126·1,2 = 5,4 кН/см².

Тогда

σ _пр = = = 21,6 кН/см² < 1,15R_wyγ_c = 1,15·20,4·1,0 = 23,46 кН/см².

Таким образом, прочность уменьшенного сечения обеспечена.

3.4 Проверка прочности стенки на местное давление

При этажном сопряжении балок настила с главными в случае отсутствия в данном сечении ребер жесткости стенка главной балки будет испытывать местное сжатие. Необходима проверка прочности стенки с позиции предотвращения пластических деформаций.



Рис. 5 – Схема распределения нагрузки

Проверка прочности стенки производится по формуле:

σ_loc = ≤ R_y·γ_c,

Расчетное значение сосредоточенной силы F_b определяется как F_b = 2Q_max^бн, где Q_max^бн – опорное давление балки настила:

Q_max^бн = = = 80,28 кН, F_b = 2·80,28 = 160,56 кН.

Условная длина распределения нагрузки на стенку главной балки l_ef определяется по формуле:

l_ef = b_f^бн + 2t_f^гб,

где: b_f^бн – ширина пояса балки настила; t_f^гб – толщина верхнего пояса главной балки.

В нашем случае b_f^бн = 13,5 см (двутавр № 30), t_f^гб = 3,0 см.

Отсюда l_ef = 13,5 + 2·3 = 19,5 см.

Производим проверку прочности стенки на местное сжатие:

σ_loc = = 8,23 кН/см² ≤ R_y·γ_c = 24 кН/см².

Условие выполняется: стенка работает в пределах упругих деформаций.