Учебное пособие 1957

Кроме того, проверяют касательные напряжения [7, формула

(42)]

полусечения балки, см3.

3.4. Проверка общей устойчивости главной балки

Общая устойчивость балок обеспечена при значениях условной гибкости сжатого пояса балки

При нахождении условной гибкости сжатого пояса b за рас-

чётную длину балки в формуле (58) принимают участок между точками, закрепляющими пояс балки от потери устойчивости

a (см. рис. 2).

21

3.5.Проверка местной устойчивости элементов

балки (поясных листов и стенки) 3.5.1. Общие положения

Большинство поперечных сечений элементов стальных конструкций представляет совокупность прямоугольных пластинок, имеющих различные условия закрепления кромок. Пластинки, составляющие сечения стальных элементов, можно условно разделить на две категории: стенки и свесы. К стенкам относятся пластинки, имеющие закрепление по продольным сторонам, которое может быть шарнирным или с частичным защемлением, а к свесам пластинки, имеющие один или два свободных края.

Проверка устойчивости поясных листов и стенки главной балки основана на результатах решения задач устойчивости прямоугольных пластинок, имеющих различные граничные условия. Внешними силовыми воздействиями для таких пластинок являются компоненты напряжений, действующие по их кромкам.

3.5.2. Проверка устойчивости сжатого пояса

В формуле (60) bef расчёт-

ная ширина свеса поясного листа (полки), определяемая согласно рис. 8 как

22

условная гибкость стенки.

В соответствии с [7, п. 8.5.9] минимальные размеры выступающей части рёбер жёсткости bh и th (см. рис. 9) прини-

маются равными, мм:

23

Рёбра жёсткости делят стенку на отсеки, которые могут потерять устойчивость независимо один от другого (на рис. 9 один из отсеков заштрихован).

Устойчивость стенок балок следует считать обеспеченной, если выполнено условие

c

Это условие проверяется для отсека, в пределах которого выполнено изменение сечения главной балки.

Здесь 1x и 1xy соответственно нормальные и каса-

тельные напряжения, вычисленные по формулам (54) и (55);

Коэффициент сcr в формуле (66) следует определять по

табл. 3 в зависимости от вида поясных соединений и коэффициента

Т а б л и ц а 3

Значение коэффициента сcr

Рис. 10. Схема устройства опорного участка балки

25

Снизу ребро выпускают за грань нижнего пояса на величину ar 20мм, а сверху доводят до середины толщины верхнего пояса.

В соответствии с [7, п. 8.5.17] сечение опорного ребра проверяют на смятие

Кроме того, опорный участок балки проверяют на продольный изгиб из плоскости стенки как стойку, нагруженную опорной реакцией. Для этого вычисляют геометрические характеристики сечения (рис. 10):

ArRy c

3.7. Соединение поясов со стенкой

Соединение поясов балки со стенкой обеспечивает их совместную работу, препятствующую их взаимному сдвигу. Сдвигающее усилие на единицу длины балки определяют через касательные напряжения

где Qmb, fact расчётная поперечная сила (50), кН; Imb

тельно главной оси сечения, см3; (tf , fact; hf , fact см. на рис. 5). Сдвигающая сила стремится срезать сварные швы, а потому их катет вычисляют в соответствии с [7, (176) и (177)] по формулам:

f ; z; Rwf ; Rwz см. пояснения к формулам (176) и (177) [7].

Поясные швы делают сплошными, одинаковой наименьшей допустимой толщины по всей длине балки, применяя автоматическую сварку. Минимальные значения катетов сварных швов принимают по [7, табл. 38].

3.8. Монтажный стык балки

Монтажный стык составной балки (рис. 11) выполняют на болтах с накладками (по три накладки на каждом поясе и по две на стенке).

А) Стык поясных листов

Болты, прикрепляющие поясные накладки, рассчитывают на усилие

которое может быть воспринято поясом при условии полного использования его несущей способности ( Anf площадь се-

чения нетто пояса балки, см2).

27

Рис. 11. Конструкция монтажного стыка балки на болтах

Необходимое количество болтов:

- при сдвиговом соединении [7, п. 14.2.10]

Qbhk b c

В формулах (77), (78) Nb,min меньшее из усилий, воспринимаемых одним болтом на срез или смятие [7, формулы (186), (187)], кН; Qbh усилие, воспринимаемое соединением на одном высокопрочном болте [7, формула (191)], кН; k число плоскостей трения; c коэффициент условий работы,

принимаемый по [7, табл. 1]; b коэффициент условий рабо-

ты фрикционного соединения, принимаемый по [7, п. 14.3.4]. В сечениях пояса, ослабленных отверстиями, должно

выполняться условие прочности

28

Значения коэффициента приведёны в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Коэффициенты стыка стенки балок

В формулах (81) – (83) m число вертикальных рядов болтов с одной стороны стыка; обозначения hmax и hi см. на

рис. 11.

Полученные максимальные усилия (83) не должны превышать:

- при сдвиговом соединении меньшего из усилий, воспринимаемых одним болтом на срез или смятие

Размеры накладок на стыках назначают конструктивно, исходя из условий размещения найденного количества болтов [7, табл. 40]. Суммарная толщина накладок и их площади поперечных сечений должны быть не меньше соответствующих значений полок и стенки балки.

4. Расчёт и конструирование колонны

Колонны, поддерживающие балочную клетку, состоят, из стержня, оголовка и базы (рис. 12). Оголовки служат для опирания и крепления расположенных выше балок. База необходима для распределения усилия, передаваемого колонной на фундамент, и обеспечения прикрепления к нему колонны с помощью анкерных болтов.

30