Прокатные балки. Подбор сечения
У металлических балок основным типом является двутавровое симметричное сечение. Мерой эффективности, т. е. выгодности сечения балки как конструкции, работающей на изгиб, является отношение момента сопротивления к площади сечения, равное ядровому расстоянию ρ=W/A. Сравнение ядровых расстояний круглого, прямоугольного и дву-таврового сечений показывает, что двутавровое сечение выгоднее прямоугольного в 2 и круглого в 3 раза, так как в этом сечении распределение материала наилучшим образом соответствует распределению нормальных напряжений от изгиба балки. Поэтому метали-ческие балки конструируют главным образом двутаврового сечения, чему способствует хорошая работа металла на касательные напряжения, позволяющая делать стенку балки достаточно тонкой.
Чаще применяются балки однопролетные, разрезные, которые наиболее просты в изготовлении и удобны для монтажа.
Расчет на прочность прокатных балок, изгибаемых в одной из главных плоскостей, производится по изгибающему моменту по формуле
,
Или требуемый момент сопротивления балки можно определить по формуле
,
где Rу - расчетное сопротивление стали по изгибу;
γс - коэффициент условий работы конструкции.
Выбрав тип профиля балки по требуемому моменту сопротивления, по сорта-менту подбирают ближайший больший номер балки. Для разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 580 МПа, находящихся под воздействием статической нагрузки, обеспеченных от потери общей устойчивости и ограниченной величине касательных напряжений в одном сечении с наиболее неблагоприятным сочетанием М и Q,следует использовать упругопластическую работу материала и проверять их прочность по формулам:
при изгибе в одной из главных плоскостей и τ 0,9∙Rs
;
при изгибе в двух главных плоскостях и τ 0,5∙Rs
где Мmax, Мх, Му — значения изгибающих моментов; при τ 0,5∙Rs c1 = с; при 0,5∙Rs < τ <0,9∙Rs c1 = l,05∙β∙c;
Rs - расчетное сопротивление срезу (сдвигу);
W, Wx, Wy - моменты сопротивления сечения относительно главных осей;
;
;
α = 0,7 - для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки, α=0 для других типов сечений.
Для случая учета упругопластической работы при изгибе балки к одной из главных плоскостей подбор сечений можно производить по требуемому моменту сопротивления по формуле:
,
где первоначально принимается c1 = 1,l , а затем это значение уточняется.
Подобранное сечение проверяют на прочность от действия касательных напряжений по формуле
,
где Qmaх - наибольшая поперечная сила на опоре;
S и I- статический момент и момент инерции сечения;
tw- толщина стенки балки.
Кроме проверок прочности балки необходимо в местах с большими нормальными напряжениями проверять их общую устойчивость.
,
где Wc – момент сопротивления для сжатого пояса;
γс = 0,95 - коэффициент условий работы при проверке общей устойчивости балок;
φb – принимается по СНиП.
Примечание. Устойчивость балок можно не проверять при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный.
Если при проверке выясняется, что общая устойчивость балки не обеспечена, то следует уменьшить расчетную длину сжатого пояса, изменив схему связей.
Проверка местной устойчивости поясов и стенки прокатных балок не требуется, так как она обеспечивается их толщинами, принятыми из условий проката.
Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 1497;