Методические_указания__

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Тихоокеанский государственный университет”

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу “Металлические конструкции” для студентов специальности 290300 ПГС

Хабаровск, Издательство ТОГУ

2008

УДК 624.014(075)

Металлические конструкции: Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу “Металлические конструкции” для студентов специальности 290300 ПГС /Сост. А. Н. Степаненко. – Хабаровск: Изд-во Тихоок. гос. ун-та, 2008.

– 56 с.

Методические указания составлены на кафедре “Строительные конструкции”. В них приводятся краткие указания по компоновке конструктивной схемы стального каркаса одноэтажного однопролетного производственного здания с мостовыми кранами и его плоской поперечной рамы, сбору нагрузок и автоматизированному статическому расчету поперечной рамы, а также проектированию решетчатого ригеля рамы и элементов встроенной рабочей площадки.

Печатается в соответствии с решениями кафедры “Строительные конструкции” и методического совета института архитектуры и строительства

Издательство Тихоокеанского государственного университета,

2008

ВВЕДЕНИЕ

Широкое применение в строительстве металлических конструкций позволяет проектировать сборные элементы зданий и сооружений сравнительно малой массы, организовывать поточное производство конструкций на заводах и поточный или поточно-блочный монтаж их на строительной площадке, ускоряет ввод объектов в эксплуатацию.

Настоящие указания предназначены для оказания помощи студентам специальности ПГС в курсовом проектировании по дисциплине “Металлические конструкции

В 1-ой части указаний предложен простейший прием выбора рациональной схемы балочной клетки рабочей площадки производственного здания (рис. 1), описана методика расчета настила, прокатной балки настила и вспомогательной балки, проектирования сварной главной балки и сварной колонны сплошного сечения.

Рис. 1. Схема балочной клетки усложненного типа:

К – колонны; БН – балки настила; БВ – балки вспомогательные; БГ1, БГ2 – заводские части (марки) главных балок

Во 2-ой части – приводятся рекомендации по компоновке каркаса здания, назначению основных размеров поперечной рамы и определению действующих на нее нагрузок, а также - по проектированию стержней и узлов фермы покрытия здания.

1. СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект на тему “Проектирование элементов рабочей площадки и компоновка каркаса производственного здания” выполняется в соответствии с заданием на проектирование и представляется к защите на трех листах формата А2 (или 6-ти листах А3) с оформленными в виде расчетно-пояснительной записки расчетами (объемом около 30 листов А4 в рукописном виде).

1.1. Содержание расчетно-пояснительной записки

Задание и исходные данные к проектированию. Часть 1. Проектирование элементов рабочей площадки.

1.1. Расчет настила, балки настила и вспомогательной балки. 1.2. Расчет сварной главной балки.

1.2.1. Расчетная схема. Нагрузки. Усилия.

1.2.2. Подбор сечения.

1.2.3. Изменение сечения.

1.2.4. Опорная часть.

1.2.5. Конструктивное обеспечение устойчивости стенки.

1.2.6. Проверки прочности, жесткости, общей и местной устойчивости элементов сечения. 1.3. Расчет колонны.

1.3.1. Расчетная схема. Усилия.

1.3.2. Подбор сечения стержня колонны.

1.3.3. Проверки жесткости, общей и местной устойчивости. 1.3.4. Конструирование и расчет оголовка.

1.3.5. Конструирование и расчет базы.

1.4. Конструирование и расчет узлов сопряжения элементов площадки. 1.4.1. Расчет прикрепления настила.

2

1.4.2. Расчет узла этажного опирания балок.

1.4.3. Расчет и конструирование узла пониженного опирания балок.

1.4.4. Конструирование равнопрочного монтажного (укрупнительного) узла главной балки. Часть 2. Компоновка каркаса и расчет фермы.

2.1.Компоновка каркаса

2.1.1.Сетка колонн.

2.1.2.Компоновка поперечной рамы.

2.1.2.1.Определение вертикальных размеров

2.1.2.2.Определение горизонтальных размеров 2.1.3. Компоновка ригеля.

2.1.4.Компоновка связей между колоннами.

2.1.5.Компоновка связей по покрытию.

2.1.6.Компоновка торцового фахверка.

2.2.Определение расчетных усилий в стойках рамы.

2.2.1.Расчетная схема поперечной рамы.

2.2.2.Нагрузки на поперечную раму.

2.2.2.1.Постоянные.

2.2.2.2.Снеговые.

2.2.2.3.Крановые.

2.2.2.4.Ветровые.

2.2.3.Статический расчет рамы.

2.3.Расчет фермы покрытия.

2.3.1.Определение нагрузок и усилий.

2.3.2.Подбор сечений стержней.

2.3.3.Расчет и конструирование узлов.

Список использованной литературы.

1.2. Содержание листов чертежей

1.2.1. Лист 1 (КМ)

На первом листе приводятся схемы плана, продольного и поперечного разрезов рабочей площадки, основные узлы сопряжений элементов, спецификация элементов на всю рабочую площадку, примечания.

1.2.2. Лист 2 (КМД)

На втором листе в различных масштабах приводятся отправочный элемент главной балки и колонна с необходимыми для их изготовления видами и сечениями, размерами и привязками. Кроме чертежей, на листе приводятся спецификация стали и необходимые примечания.

1.2.3. Лист 3 (КМ)

На третьем листе представляются схемы связей между колоннами, вертикальные и горизонтальные связи между фермами, схема торцового фахверка.

2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ

3

2.1. Расчет настила и прокатных балок балочной клетки

Расчет настила заключается в правильном назначении его толщины и выборе оптимального (наибольшего унифицированного) пролета (или шага балок, на которые он опирается, – балок настила).

Из прокатных профилей (как правило двутавров) в курсовой работе подбираются балки настила и вспомогательные балки (поддерживающие балки настила). Их расчет заключается в определении номера профиля, обеспечивающего прочность и жесткость балок.

2.1.1. Расчет стального настила

При полезной нагрузке на настил не более 50 кПа (50 кН/м2) его толщина tn и пролет n регламентируются обычно

только жесткостью. При этом толщина обычно назначается в зависимости от величины полезной нагрузки po (см. табл. 1). Таблица 1. Рекомендуемые толщины стального настила

Полезная нагрузка po , кПа	10	11…20	21…25	26…30		> 30
Толщина настила tn , мм	6…8	8…10	10…12	12…14		14…16
Для стального настила используется рифленая сталь по ГОСТ 8568-77*						(толщиной 6, 8, 10 или 12 мм) или толстолисто-

вая сталь по ГОСТ 19903-74* (толщиной от 6 мм через 2 мм до 16 мм).

Предельное отношение пролета настила к его толщине при po < 50 кПа и заданном отношении пролета настила к его до-

пускаемому прогибу [no] (принимаемому по [9]

или табл. 2)

определяется по [1, 7, 10] или по формуле

n

79,121 104

E

0,267

no

1

,

4

n

tn

no

qn

где q n	- нормативная нагрузка на настил, кПа , qn ( p gn 0,01)						n		;
n		n		o	n
g n	- расход стали от настила, кг/м2	g n 78,5 t	n	(здесь tn в см);
n		n
n	- коэффициент надежности по назначению (или уровню ответственности здания, в котором устраивается рабочая
площадка), принимаемый по заданию;
0,01 – коэффициент перевода “кг” в		“кН”;
Е – модуль продольной упругости стали, Е=20600 кН/см2.
Требуемый пролет в свету (между балками настила) равен					on tn	n		. (1)
					tn

Таблица 2.Отношение пролета настила к его вертикальному допускаемому прогибу (no) для конструкций балочной клетки рабочей площадки по [9]

Пролет настила или балки, м		≤ 1	3	6		24		36
no = ℓ/[f]		120	150	200		250		300
Примечание : Для промежуточных значений ℓ отношение no							следует определять линейной интерполяцией.
Окончательное расстояние между балками настила					n принимается кратным длине вспомогательной балки (или шагу
главных балок), т. е. величина n		должна укладываться целым числом раз на расстоянии между осями главных балок. При
этом, если окончательный пролет настила получился более, чем							1,1 o , то необходимо уточнить его толщину по формуле
								n

(1), заменив в ней on на n .

2.1.2. Расчет балки настила

Оптимальный пролет балок настила (или шаг вспомогательных балок), м, определяется с учетом весовых и стоимостных показателей листового настила и прокатных вспомогательных балок и балок настила по [6] или по формуле

bn 0,63 2,47 10 3 (Ry 23) 3 n B2 ,

где Ry - расчетное сопротивление материала балок настила и вспомогательных балок, кН/см2;

В – шаг главных балок в балочной клетке рабочей площадки, м.

С целью типизации конструкций шаг вспомогательных балок увязывается с длиной главной балки L= bg , т. е. должен укладываться на ней целым числом раз.

4

Примечание: При значительном размере плана рабочей площадки для удобства сопряжения балок разного типа между собой на промежуточных ячейках клетки (LxB) вспомогательные балки не размещаются на разбивочных осях, а смещаются с них на 0,5 шага названных балок (см. рис. 1).

Балки настила опираются на вспомогательные как правило шарнирно, поэтому их расчетная схема представляется однопролетной балкой с равномерно распределенной по всей ее длине нагрузкой qbn (рис. 2).

Нормативная нагрузка на балку, кН/м, qbnn ( po 0,01 gnn ) bn n n ,

где bn - коэффициент, учитывающий нагрузку от собственного веса балки настила, bn 1,02...1,04 , ℓn – пролет настила, м .

Рис. 2. Расчетная схема

балки настила

Расчетная нагрузка на балку, кН/м,

q

( p

fp

0,01 gn

fg

)

bn

n

n

,

bn

o

n

где

fp - коэффициент надежности по полезной нагрузке (он задается заданием на проектирование);

fg

- коэффициент надежности по нагрузке

от собственного веса

стальных конструкций, он принимается равным

1,05.

Для подбора сечения балки необходимы усилия:

M bn

q

2

- максимальный расчетный изгибающий момент, кН∙м,

bn

bn

;

max

8

- максимальный нормативный изгибающий момент, кН∙м,

M bn

qn

2

bn

bn

;

max,n

8

- максимальное расчетное перерезывающее усилие (опорная реакция балки), кН,

Qbn

qbn bn

.

max

2

Требуемый (минимальный) из условия прочности момент сопротивления сечения балки настила, см3, при этом будет ра-

W bn

100 M bn

вен

max

,

red

c Ry c

где с – коэффициент, учитывающий частичное развитие в сечении балки пластических деформаций. Для конструкций

зданий

I уровня ответственности и выше (при

n 0,95 )

с = 1, для других уровней (II и

III) с = 1,08…1,12 (первое

значение принимается для двутавров № 10 и 12 второе – для двутавров № 60 и более);

100 – коэффициент перевода “м” в “см”.

Ry – расчетное сопротивление материала балки, кН/см2;

c

- коэффициент условия работы балки, определяемый по [2]. В курсовом проекте он может быть принят равным 1.

Требуемый

(минимальный)

из

условия

жесткости

момент инерции

сечения

балки, см4,

равен

M bn

bn

n 104

Jredbn

max,n

o

,

где

no – определяется по табл. 2 для пролета bn ,

104 - коэффициент перевода “м∙м” в

9,6 E

“см∙см”.

По требуемым величинам

W bn и

J bn из сортаментов на прокатные двутавры (обыкновенные - по ГОСТ 8239-89 и

red

red

балочные или широкополочные -

по ГОСТ 26020-83 или СТО

АСЧМ 20-93) выбирается двутавр с минимальной погон-

ной массой mbn . В нашем случае он принимается за оптимальное сечение балки настила.

5

2.1.3. Расчет вспомогательной балки

Вспомогательные (или второстепенные) балки, как и балки настила, в курсовом проекте рекомендуется опирать шарнирно на главные балки. При этом их пролет принимается приблизительно равным шагу главных балок, т. е. bv B , а рас-

четная схема – аналогична расчетной схеме балки настила (см. рис. 2). Последнее становится не справедливым в случае опирания на вспомогательную балку (в ее пролете) три или меньше балок настила (что при стальных настилах встречается

редко).

Нормативная нагрузка на вспомогательную балку, кН/м,

)

q n

p

o

0,01 ( g n g n

bv

n

bn

,

bv

n

bn

где

g n - расход стали, кг/м2, от балок настила

g n

mbn

;

bn

bn

n

mbn - погонная масса принятой балки настила, кг/м (принимается по сортаменту двутавров);

bv - коэффициент, учитывающий нагрузку от собственного веса вспомогательной балки,

bv bn .

Расчетная нагрузка на балку, кН/м,

p

q

fp

0,01 ( gn

gn

)

fg

bv

n

bn

.

bv

o

n

bn

Максимальные усилия в балке

q n

2

M bv

qbv 2

Qbv

q

bv

bv

M bv

bv

bv

;

bv

;

.

max,n

8

max

8

max

2

При этажном опирании балок настила на вспомогательные балки, к последним в местах опирания балок настила при-

кладываются сосредоточенные (местные или локальные) усилия

Далее, по трбуемому моменту сопротивления, см3, Wredbv

		M bv		bv	n	o	104
J bv		max,n						по сортаментам прокатных
red			9,6 E

	Pbv		2 Qbn		q	bn	.
	loc		max		bn
		M bv 100
			max		и требуемому моменту инерции, см4,
		c Ry c
	двутавров выбирается					двутавр минимальной массы

( mbv min ). Он и принимается за оптимальное сечение вспомогательной балки.

В случае неудачного задания коэффициента с при определении W bv	необходимо проверить принятое сечение балки
red
на прочность по формуле

	100 M bv
	max		c	R	y	,	(2)
	c1 Wx

где с1 – коэффициент, учитывающий частичное развитие пластических деформаций в сечении балки, уже определяемый по

[1, 2, 7];

Wх – момент сопротивления сечения двутавра балки, см3, (принимается по сортаменту).

При непосредственном опирании балок настила сверху на вспомогательную балку необходима проверка местной прочности стенки последней по формуле

			Pbv
	loc		loc		c	R	y	,	(3)
			z tbv
			w

где z – условная длина сжатого участка стенки вспомогательной балки, см, z bbnf 2 t bvf ;

bbnf - ширина полки двутавра балки настила, см (принимается из сортамента двутавров);

twbv и tbvf - толщина стенки и пояса двутавра вспомогательной балки, см.

Вслучае несоблюдения условия (2) необходимо увеличить сечение вспомогательной балки, а при несоблюдении условия (3) - требуется усиление ее стенки парными поперечными ребрами жесткости в местах опирания балок настила.

6

2.2. Расчет сварной главной балки

Расчет главной балки включает в себя: назначение расчетной схемы с определением нагрузок и усилий; подбор сечения в средней части и измененного сечения в приопорных участках; расчет опорной части; назначение шага и размеров ребер жесткости; проверки прочности элементов сечения и их местной устойчивости, а также жесткости и общей устойчивости балки.

Примеры расчета сварных балок приводятся в [1, 7, 10], поэтому в настоящих указаниях приводятся только краткие рекомендации по их расчету.

Заданием на проектирование предусмотрен расчет и конструирование главной балки в традиционном варианте (с “толстой” плоской стенкой). По согласованию с руководителем проектирования в качестве главной балки можно применить балку с перфорированной или тонкой стенкой (гофрированной, предварительно напряженной или плоской, теряющей устойчивость).

2.2.1. Расчетная схема. Нагрузки. Усилия

В принятой схеме балочной клетки на промежуточную главную балу с шагом ℓbn (рис. 3) опираются (с двух сторон) вспомогательные балки. При опирании последних на главную балку в четырех и более точках (n > 3) сосредоточенную нагрузку на нее можно заменять равномерно распределенной. Ее нормативная и расчетная величины соответственно будут рав-

ны:

p

) B

q n

bg

o

0,01 ( g n

g n

g n

n

;

bg

p

n

bn

bv

B

q

bg

bg

o

fp

0,01 ( g n g n

g n

)

fg

n

,

n

bn

bv

где В – шаг главных балок, м;

bg

bg

- коэффициент, учитывающий нагрузку от собственного веса главной балки, приблизительно равный 1,05;

g n

- расход стали, кг/м2, от вспомогательных балок

g n

mbv

.

bv

bv

bn

Рис. 3. Расчетная схема главной балки (а – при n < 4; б - при n ≥ 4)

Главные балки в курсовом проекте предлагается делать разрезными и опирать на колонны сверху, т.е. шарнирно. За расчетный пролет главной балки можно принимать расстояние между осями колонн, т. е. bg L . Максимальные усилия в балке при этом будут равны

M

bg

qbgn L2

M

bg

qbg L2

Q

bg

qbg L

P P

bg

2

qbv

B

max,n

;

max

;

max

;

.

8

8

2

bv

loc

2

При трех или двух точках опирания вспомогательных балок на главную балку усилия в последней определяются по правилам строительной механики или по формулам:

M	bg				qbgn L2			;	M	bg				qbg L2		;	Q	bg			qbg L	;	P P		bg		2	qbv B		,
	max,n									max								max
																					2		bv	loc				2
где
			- коэффициент, принимаемый по табл. 3.
Таблица 3. Коэффициенты, используемые при вычислениях минимальной высоты главной балки ( h ,																																), изгибающего
момента в главной балке ( )												и оптимального расстояния от края балки до мест изменения ее сечения ( x*opt ) при числе
														точек опирания вспомогательных балок												n
n				2					3					4			5				6		7		8			9			.>9
h				0,229				0,196					0,214			0,204				0,211							0,206
				1,043				1,047					1,042			1,046									1,042
				8					5,4					8		7,692					8		7,84		8			7,92			8
*				0,125				0,250					0,187			0,183				0,167			0,164		0,156			0,183			0,175
xopt

7

2.2.2. Подбор сечения

Подбор сечения сварной балки в средней зоне длины заключается в назначении размеров сечения стенки и полок (рис. 4), обеспечивающих надлежащую прочность, устойчивость и жесткость их и балки в целом.

Подбор сечения балки начинается, как правило, с назначения ее высоты, которая определяется условиями жесткости, минимума расхода стали и увязывается с заданной строительной высотой балочной клетки.

Минимальная высота балки, hmin, (или высота из условия жесткости) определяется по формуле

hmin h Ry cE c no L , fm

где h - коэффициент, зависящий от количества сосредоточенных сил (точек опирания вспомогательных балок) в пролете главной балки, принимаемый по табл. 3;

R	y		R bg - расчетное сопротивление листовой стали, из которой изготовлена главная балка, кН/см2;
			y
no		– отношение пролета главной балки, L , к ее допускаемому прогибу, принимаемое по табл. 2;
- коэффициент увеличения прогиба балки с переменным сечением по ее длине, принимаемый по табл. 3 (для балок
постоянного сечения =1) ;
			fm - усредненный коэффициент надежности по нагрузкам на главную балку, равный fm	qbg	.
				q n
				bg

Рис. 4. Фрагмент главной балки, его план и поперечные сечения

Высота балки, см, при которой ее масса будет минимальной, определяется по [1, 7, 10] или по формуле

hopt bs Wredo 0,4 ,

где bs - коэффициент, принимаемый по табл. 4;

Wreod - требуемый момент сопротивления сечения балки, см3, определенный без учета развития пластических деформа-

ций W o		M mbgax	.
red		Ry c
Таблица 4. Величина коэффициента bs					в формуле оптимальной высоты балки
Вид балки						bs при расчете
				По упругой			С учетом развития пласти-
				стадии			ческих деформаций
Сварная постоянного сечения					3,14		3,26
Сварная переменного сечения					2,76		2,89

Окончательную высоту балки следует принять не менее hm in (если позволяет строительная высота балочной клетки), при этом отклонение ее на 15…20 % от hopt не вызывает заметного увеличения расхода стали.

При ограниченной строительной высоте балочной клетки необходимо обратиться к [1, 7, 10].

8

При назначении окончательной высоты балки, h, следует иметь ввиду, что при малом количестве балок (до нескольких десятков) целесообразно размер высоты балки принимать кратным 100 мм. При большом количестве балок - определяющей является высота стенки, hw , которая увязывается со стандартными размерами выпускаемых листов [1].

Далее определяется толщина стенки, причем во внимание принимаются условия обеспечения ее прочности и местной устойчивости.

Из условия прочности на срез толщина стенки, см, определяется формулой

1,2 Qbg

t

max

,

w,min

h* Rs

c

где 1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения касательных напряжений в сечении стенки;

h* - ориентировочная высота стенки балки, см, равная h*

= h – 4…5 см;

Rs – расчетное сопротивление стали стенки на срез, кН/см2,

Rs

0,58 Ry .

С целью обеспечения местной устойчивости толщина стенки,

см ,

принимается близкой к

t

*

0,7

3 h

или

w

1000

t** 0,1

h (здесь h в см).

w

Во

избежание установки

продольных

ребер

жесткости

толщину

стенки

целесообразно

принять

не

менее

t***

h

Ry

.

w

6

E

Окончательную толщину стенки балки, tw,

назначают по ГОСТ 19903-74* (от 8 мм с шагом 2 мм до 22 мм и далее: 25,

28, 30, 32, 36, 40 мм) и не менее

tw,min .

На следующем этапе по [1, 7, 10] определяют толщину пояса tf

и его ширину bf

в средней части длины балки. При на-

значении последней необходимо выполнить условия:

h

b

h

;

b

180 мм ;

b

t

E

. Окончательная

10

f

3

f

f

f

Ry

ширина пояса принимается кратной 20 или 50 мм.

Ared

Требуемая толщина пояса определяется из условия обеспечения необходимой площади его сечения

t f

f

,

b f

где Aredf - требуемая из условия прочности балки площадь сечения пояса

Ared

Wred

t w h

,

f

h

6

M bg

Wred

- требуемый момент сопротивления сечения балки Wred

max

;

c Rbg

c

y

с – предварительно задаваемый коэффициент (см. п. 2.1.2), учитывающий частичное развитие в сечении балки пластиче-

ских деформаций, с = 1,08…1,12. Окончательная толщина пояса принимается по ГОСТ 19903-74* и не более, чем

3 tw .

Примечание: При неудачно заданной стали или завышенной высоте балки может оказаться, что

Ared

≤

0. В этом

f

случае можно снизить высоту балки до hmin или по согласованию с руководителем проектирования изменить класс стали.

Стенку с поясами соединяют автоматизированной или механизированной сваркой в соответствии с требованиями [2].

2.2.3. Изменение сечения

В курсовой работе изменять сечение сварной главной балки (вблизи ее торцов) предлагается при L > 10	м и при bf >
240 мм путем изменения ширины поясов (см. рис. 4). В случае несоблюдения хотя бы одного из этих условий	сечение балки

можно не менять.

Рекомендуется следующий ход расчета измененного сечения составной балки (другие приемы см. в [1, 7, 10]):

- назначить расстояния его изменения от торцов балки, приняв их равными x x	st	x*	L , где x*	- коэффициент,
		opt	opt

приведенный в табл. 3. Места изменений основного сечения балки не должны располагаться в местах опирания вспомогательных балок и ближе, чем 250 мм от них;

- известными правилами строительной механики в месте изменения сечения (на расстоянии х	от торца балки) опреде-
лить расчетные усилия: изгибающий момент, кН∙м, M x M st и перерезывающую силу, кН, Qx	Qst ;

- из условия прочности растянутого стыкового сварного шва, которым соединяются зауженный и широкий поясные листы, при упругой работе сечения определяются требуемые момент сопротивления, Wredx , зауженного сечения и ширина его

9

пояса, b x :

W x

M

x

100

Ax

W x

t

w

h

b x

Aredx

, f

;

red

w

;

, где

R

- расчетное сопротивление стыкового

w, y

f

red

Rw, y c

red, f

h f

6

f

t f

сварного шва, кН/см2, принимаемое по [2] с учетом условий его выполнения (заводские или монтажные); Ax

- требуемая

red, f

площадь сечения, см2, зауженного пояса;

t

w

, h

w

,

t

f

- определенные выше и остающиеся неизменными для

зауженного

сечения балки размеры

(см. рис. 4). Окончательная ширина зауженного пояса,

b x ,

округляется до размера кратного 20 мм

f

b f

b x

h

bx 180 мм .

при обязательном соблюдении условий

и

2

f

10

f

2.2.4. Опорная часть

Главную балку на колонну рекомендуется опирать через опорное

ребро

(рис. 5)

со строганным нижним торцом, выпущенным ниже ниж-

него пояса балки на 20…30 мм ( a h ).

Рис. 5. Вариант выполнения опорной части главной балки

Сечение этого ребра назначается из условия прочности на смятие

строганного торца. При						этом требуемая его площадь, см2, равна
Ared		Qbg
			max	, где R		- расчетное сопротивление смятию торцевой
					p
h		Rp	c

поверхности материала опорного ребра, кН/см2, принимаемое по [2].

	Толщина ребра	th обычно принимается равной толщине стенки tw или
	поясов tf балки, а ширина bh - из условия bh		Ared
			h	и не более ши-
			th
	рины пояса у	опоры. При высоте балки более 1 м ее опорная часть

(как условная стойка, на рис. 5 она заштрихована) проверяется на устойчивость из плоскости стенки. В опорную часть кроме торцового ребра включается примыкающий к нему участок стенки ши-

0,65 t

E

Qbg

, где

риной

a

s

w

, а ее устойчивость проверяется формулой

max

R

y

c

s

- коэффициент про-

Ry

s As

дольного изгиба условной стойки относительно оси, совпадающей с продольной осью балки;

As

- площадь поперечного се-

чения, см2, условной стойки, равная A

b

t

h

a

s

t

w

.

s

h

Коэффициент продольного изгиба

определяется по [2] и зависит от гибкости условной

стойки

hs

, где h

-

s

s

s

is

высота

условной стойки,

см, hs h ah ;

is -

радиус

инерции сечения

условной стойки, относительно оси стенки

b3

t

3

J

s

t

a

i

; J

- момент инерции сечения “стойки”, см4, J

h

h

s

w

.

s

As

s

s

12

12

Катет двухстороннего сварного шва прикрепления опорного ребра к стенке определяется по [1, 2, 7, 10] из формулы

Qbg

f

k f

max

, где Rwf - расчетное сопротивление

наплавленного металла

сварного шва;

- коэффициент,

2 hw f Rwf c

учитывающий вид и способ сварки, принимаемый по [2], здесь f

может быть принят равным 0,7. Окончательный размер

катета шва принимается не менее, рекомендованного [2].

2.2.5.Конструктивное обеспечение устойчивости стенки

Вместах опирания вспомогательных балок (они в нашем случае крепятся сбоку) в главной балке, как правило, ставятся парные поперечные (вертикальные) ребра жесткости (рис. 6). Они обеспечивают как местную прочность стенки, так и ее устойчивость.

10