Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 36
Текст из файла (страница 36)
то же, гнирококолейных путей . Балки междуэтажных перекрытий: главные прочие Балки покрытий и чердачных перекрытий: главные фермы, прогоны 1/500 1/000 1/750 !/400 1/400 1/250 1/400 1/000 1/400 1/250 1/2500 Нормы жесткости для балок разных назначений различны, например, жесткость подкрановых балок обычно больше, чем балок в междуэтажных перекрытиях. Предельные прогибы изгибаемых элементов строительных конструкций промышленных зданий приведены ниже. 173 Балки 172 7 Значение коэФФициента Ф е) а) ь) (37) э,= — )та, 1 в 125 (34) эв/ев / в в— 12 (38) получим 12,ба /т= (35) (39) /о+ге (40) Расчет и проектирование элементов сварных конструкций Максимальное отношение прогиба к пролетам мостовых кранов, железнодорожных мостах и др.
регламентируется специальными техническими условиями. Согласно стандарту, принятому в Австралии, допускаемый максимальный прогиб двухопорных балок с шарнирным опиранием 1/Зб0 1, для консольных 1/180 Е, для балок двухопорных второстепенного назначения 1/180 1, для консольных 1/90 1.
Повышенные требования предъявляются к отсутствию в балках отклонений от заданных прямолинейных форм. Требуемая высота балки (рис, 7, а) с учетом заданной нормы жесткости и допУскаемых напРЯжений [о)р на основной металл [а)р (в /=р — ' (32) Жнак где ар — коэффициент, зависящий от типа нагрузки и от условия опнрання (табл. 7). Рис. 7.
Схемы для расчета сварной балки С учетом проектирования балок наименьшей массы М /т=т ~/ (33) где и — коэффициент, зависящий от формы сечения балки; он равен 1,2 — 1,4 для двутаврового профиля, 1 — 1,1 для коробчатого профиля; М вЂ” расчетный изгибающий момент балки; эа — толщина вертикального листа двутаврового про. филя илн суммарная толщина двух вертикальных листов коробчатого п;офиля; [о)Р— допускаемое напряжение в металле при растяжении, Принимая приближенно где /е — в см; коэффициент 12,5 имеет размерность см"~/з.
Из двух значений высоты, вычисленных по формулам (32) и (ЗЗ), следует принять наибольшее. Условие (32) является обязательным, условие (ЗЗ) — желательным, поэтому оно может иметь некоторое подчиненное значение. Процесс подбора сечения двутаврового профиля следующий (рис. 7, б). Требуемый момент сопротивления сечения М 1етр= ° [о)р (Зб) Требуемый момент инерции сечения Ь тр тр Момент инерции вертикального листа высотой йв и толщиной эв Приближенно принимают й, = 0,95/е, тогда '/е '/тр ув Требуемый момент инерции двух горизонтальных листов где / — момент инерции горизонтального листа, которым пренебрегают; /е, «- 0,97 й — расстояние между центрами тяжести горизонтальных листов, 175 174 Расчет и проектирование элементов сварных конструкций Балки (41) (42) Требуемая площадь одного горизонтального листа 2 /г Р г г ьз ° 1 Напряжение от изгиба проверяют по формуле М Й а= — — ~ (а)р.
Согласно нормам, утвержденным в Канаде, допускаемое напряжение в изгибаемом элементе зависит от типа сечения. При этом при расчете прочности двутавровых, тавровых и других открытых профилей допускаемое напряжение при изгибе принимают равным 0„66 а, прямоугольных сечений 0,75 ат, круглых стержней 0,9 ат. Допускаемое напряжение принимают неодинаковым в растянутых и сжатых зонах изгибаемой балки. По нормам, принятым в Австралии, напряжение в зоне сжатия изгибаемых двутавровых балок со сварными соединениями не должно превышать 0,12Ь вЂ” 3 '10,72 — — ' (' $0~ 1 2568 (43) где Ь и э — соответственно ширина и толщина выступающей части пояса балки; а, — предел текучести.
Касательные напряжения в центре тяжести сечения 98 я Эв (44) где 4/ — наибольшая поперечная сила в сечении; 5 статический момент половины площади сечения относительно центра тяжести сечения балки. Эквивалентные напряжения проверяют, когда М и 41 одновременно в одном поперечном сечении имеют достаточно большие значения.
Эквивалентные напряжения на верхней кромке вертикальной стенки а, = )Га', + Зт', - 1а)р, (45) ~~~~в . гдеа= в ° (46) ДЯ тз = (47) Б — статический момент площади горизонтального листа относительно центра тяжести балки. При перемещении по верхнему поясу балки сосредоточенных сил (в балках крановых, подкрановых, мостовых и т. д. рис.
7, в и г) прочность вертикального листа проверяют с учетом местного напряжения под силой (рис. 7, в) пР ар= (48) где Р— сосредоточенная сила; й — коэффициент, принимаемый 1,5 при тяжелом режиме работы балки и 1,0 — при легком; г — условная длина, на которой передается нагрузка от'сосредоточенного груза на вертикальный лист (рис. 7, в); 3Г/ 2=3,251// (49) эв 1и — момент инерции горизонтального листа совместно с приваренным к нем рельсом, если таковой имеется, относительно оси х„, проходящей через их общий центр тяжести О' (см, рис, 7, г). для обеспечения общей устойчивости балки 1 (рис.
8) дзутаврового профиля, у которой момент 1х велик по сравнению с моментом 1ю Укорачивают свободную длину изгибземого элемента постановкой связей, соединяющих балку 1 с парал- лельно установленной балкой 2, илн снижают допускаемые напряжения, При этом в изгибаемой балке напряжения проверяют по формуле М а = — ~ 1а)ргРб, (50) где грб — коэффициент уменьшения допускаемых напряжений балки с учетом устойчивости. ч. козйпвициеиты зр для двутавровых балок из стали класса Сзз/28 Балка без закрепления в пролете при нагрузке, приближенная к верхнему поясу оо о и со пи ор о: сои о имйх мооо ново си сч Рис.
8. Схема закрепления балок в горизонтальной плоскости П р и м е ч а и и е. Для сталей классов С 44/29 — С 85/75 значения ф, приведенные в таблице, должны быть умножепы на отноигение 2,!/(0,9о ), где а — в т/см'. определяемого для сварных двутавров, составленных из трех листов„по формуле — з („- — „') (1 я. (52) где 1 — расчетная длина балки; зя — толщина стенки балки; Ь и з„— ширина и толщина пояса балки; Ь вЂ” полная высота сечения балки; /!а — высота стенки балки. Если грб ) 0,85, то в формулу (50) подставляют величину (рб': <р 0,85 ОРЬ 1,05 1, 15 1,25 1,35 1,5о ~Рб 0,85 0,89 0,92 0,94 0 96 0 97 1,00 Местная устойчивость вертикальных листов и поясов балок определяется воздействием сжимающих нормальных и касательных напряжений.
Если в балке из низкоуглеродистой стали прн отсутствии сосредоточенных сил, перемещающихся по ней, "в . Г21 Ф (53) Для балок симметричного двутаврового сечения рб=10зР— -"~ — ~ . (5П Значения ф принимают по табл. 8 в функции от параметра и, 4,0З 4Д9 Ь,60 бра 7,31 З,ЬЬ 4Р4 4,90 5,65 6,'80 177 Балки 176 среднее касательное напряжение а при наличии таких сил 7« /21 — в ( 70 вв т=— 1 '«вэе 710и па=7460( "в (59) та= 1250+ —;— (60) «' 21 Ь~ЗОэг ~/ (55) где а„— толщина пояса, о„= 107Ь« (61) 8. Напря«кення т, кгс7мма Рис, 10. Поясные швы балок: а — без подготовки кромок; б — с подго.
товкой кромок если т ~ 0,4о, и 328 Ь„ 1 если — ' ~ —" --: 460 =, о, кгс7'ма«а ~' ог зв )l от~ ™ Расчет и проектирование элементов сварных конструкций то устойчивость вертикального листа ие проверяют. В формулах (53) и (54) расчетное сопротивление И в кгс/мма, Устойчивость сжатых поясов обеспечена, если их ширина Рис. 9. Расположение ребер жесткости для обеспечения местной устойчивости вертикальных листов балки: а — образование О в т, вызывающих потерю устойчивости; б, в — расположенне ребер жесткостн При несоблюдении условий (53) и (54) к вертикальным листам приваривают вертикальные ребра жесткости из полос или профильного материала (рис,9), Ширина ребер жесткости Ь вЂ” +40 мм, толщина ребер ~~в ЗО Ьр вр ~ -- для сталей С 38/23 и С 46/ЗЗ; 15 Ьр зр ~ — для более прочных сталей.
12 Для обеспечения л«естной устойчивости вертикального листа должно быть удовлетворено следующее условие; — + — + — = 1,011 (56) (для подкрановых балок = 0,9), где ор — напряжение под сосредоточенной силой; нормальное напряжение на верхней кромке вертикального листа о= 7И 7'а, (57) й — наименьшая из сторон а и Ь„заключенная между листами и ребрами жесткости; )а — отношение большей стороны (а или йв) к меньшей. Величина (иге!сма) Значение Ьт в случае, если рельсы приварены к поясам, находится в следуюЩЕй ЗаВИСИМОСтн От ОтНОШСНИЯ а77«в: 2,62 2,87 З,М 4,8 6,6 8,76 11,8 14,88 ! 7,97 а/Н ОД 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2 Кроме основных ребер жесткости, устанавливаемых по всей высоте вертикального листа балки, в интервалах между нилш иногда ставят укороченные (длиной около «/ай) ребра «кесткости треугольной формы.
Расстояния между основными поперечными ребрами ~ 2йа при —, а 100 и ~2,57«а при — ~100. Ье Ьо зв эв В балках очень большой высоты предусматривают горизонтальные ребра жесткости; их располагают на расстоянии с = (0,2 —: 0,3) йа от верхнего горизонтального листа (рис. 9, б). Ребра иногда заменяют уголками (рис. 9, в). Горизонтальные листы соединяют с вертикальными поясными швами, как правило, угловыми (рнс.
10, а) при наличии сосредоточенных перемещающихся грузов большой величины; иногда с подготовкой кромок (рис. 1О, б). Согласно нормам Канады вертикальные ребра жесткости разрешается не применять в балках в следующих случаях: Балки !79 178 б) д) г) б) Г~ е) г Рис. 11, Стыки балок: а — универсальный; б — частичный 2 Напряжение от среза в точке 4Т т= — ! 2пт)а (67) гле ~) — диаметр точки, Расчет и проектирование элементов сварных консгрунци й Согласно нормам, принятым в Австралии, ребра жесткости в изгибаемых балках располагают с учетом того, что напряжения т от попе ечной силы О не Р должны превышать значений, указанных в табл. Связующие нормальные напряжения вследствие совместных деформации шва и основного металла не учитывают при Расчете; Р ч; п очность поясных угловых швов рассчитывают, определяя касательные напряжения (62) У 2~К' где ) — момент инерции всего сечения; о' — статический момент площади пояса или горизонтального листа и рельса (если он имеется) относительно центра тяение листе с подготовкой кромок касательное напряжен При вертикальном ЯЯ т= —.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
