2 .2 Изменение сечения балки по длине.

Место изменения сечения принимаем на расстоянии x = l/6 от опоры, по /3/:

x = l/6 = 1500/6 = 250см = 2,5м

В месте изменения сечения проверяется значение изгибающих моментов и поперечных сил.

Определяем требуемый момент сопротивления и момент инерции измененного сечения исходя из прочности сварного стыкового шва, работающего на растяжение, по /2/:

Определяем требуемый момент инерции поясов (I_w = 246037,5см⁴):

I_f1 = I₁ – I_w = 849954 – 246037,5 = 603916,5см⁴

Требуемая площадь сечения поясов:

Принимаем пояс 260х25мм с A_f1 = 65см².

Принятый пояс удовлетворяет рекомендациям: b_n1  18см, b_n1  h/10 = 14см

Определяем момент инерции и момент сопротивления уменьшенного сечения:

см³

2.3 Проверка прочности балки по нормальным напряжениям.

Проверяем максимальное нормальное напряжение в поясах в середине балки, по /1/:

МПа  R_y = 230МПа

Проверяем максимальное касательное напряжение в стенке на опоре балки:

Статический момент полусечения:

Проверяем местные напряжения в стенке под второстепенными балками:

Проверяем приведенные напряжения в месте изменения сечения балки, так как они имеют максимальное значение:

Проверка показала, что прочность балки обеспечена.

Проверяем общую устойчивость балки в месте действия максимальных нормальных напряжений, по /1/:

l₀ – расстояние между второстепенными балками.

В середине пролета балки, где учтены пластические деформации, проверяем приемлемость формы.

1  h/b_f = 140/40 = 3,5  6, b_f/t_f = 40/2,5 = 16  35

где

В месте уменьшенного сечения балки (балка работает упруго):

Обе проверки показали, что общая устойчивость балки обеспечена.

2.4 Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки сварной балки.

Рассчитываем, по /2/:

Проверка показала, что местная устойчивость пояса обеспечена.

Проверяем устойчивость стенки.

Для этого определяем необходимость постановки ребер жесткости, по /2/:

- то есть вертикальные ребра жесткости необходимы. Кроме того, в зоне учета пластических деформаций необходима постановка ребер жесткости под каждой балкой настила, так как местные напряжения в стенке в этой зоне недопустимы. Определяем длину зоны использования пластических деформаций в стенке:

= 3,59м

Расчет показал, что проверку устойчивости стенки следует производить.

а – расстояние между ребрами жесткости, а > h_;

М₁ и М₂ находят с эпюры.

Проверяем отсек a. В соответствии с расшифровкой определяем средние значения M и Q в сечении 2-2 на расстоянии 2,4м от опоры:

Определяем действующие напряжения:

Определяем критические напряжения:

где: h_ef = h_w = 1,35м, ,

Размеры отсека:

По таблице: при  = 2,14см и предельное значение .

Расчетное значение , поэтому σ_cr определяем как:

Определим σ_loc,cr :

где .

Подставляем все значения:

- проверка показала, что устойчивость стенки при а = 3,0м обеспечена, следовательно постановка ребра жесткости на расстоянии 3,0м от опоры не требуется, т.о. устанавливаем ребро жесткости на расстоянии 3,0м от зоны пластических деформаций.

Рассчитаем размеры ребер жесткости:

• ширина ребра - принимаем

b_h = 9см

• толщина ребра - принимаем

t_h = 6мм

2.5 Проверка прочности соединения поясов балки со стенкой.

Определяем толщину шва в сечении х = 1,0м под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна, по /1/. Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняются двусторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой СВ-0,8А.

n = 2 – при двустороннем шве;

;

R_f = 16,5кН/см², R_z = 18кН/см², _f = 1,15, _z = 1,1

в расчет подставляем меньшее значение.

Принимаем минимально допустимый при толщине пояса шов

k = 8мм, по /2/,что больше полученного значения по расчету k = 1,57мм.