Балки (1085791), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Опорные части балок, чтобы обеспечить шарнирность опирания, часто конструируют в форме выпуклых плит. Изготовление плоских плит нерационально. При очень больших нагрузках опорные части выполняют сварными.
Пример конструкции опорной выпуклой плиты приведен на рис. 18.13. На одной из опор балка, как правило, имеет продольную подвижность, на другой она закреплена болтами или штырями. Ширина опорной плиты b0 принимается равной (1,1÷1,2)b, длина плиты а = (1÷1,5)b.
Рис. 18.13. Конструкция опорной части балки.
Плиты изготовляют стальными: толщина их у конца So=10÷15 мм, радиус цилиндрической поверхности R = l÷2 м. Толщина плиты на оси находится из условия ее прочности при работе на изгиб. Реактивные усилия, действующие на единицу длины плиты, обозначим q. От нагрузки q на оси плиты образуется поперечная сила
Q=qa/2=A/2. (18.54)
Изгибающий момент по оси плиты равен
M=qa2/8=Aa/8. (18.55)
Момент сопротивления сечения плиты, ослабленной отверстиями штырей, определяется из соотношения
W=(b0—2d)s2/6. (18.56)
Требуемая толщина плиты
§ 11. Результаты испытаний балок
При испытаниях сварных балок под статической нагрузкой установлено, что стальные сварные балки обладают необходимой прочностью, однако распределение напряжений в них по поперечному сечению происходит неравномерно. В широких горизонтальных листах балок двутаврового профиля напряжения у оси больше, чем по кромкам. При наличии прерывистых поясных швов сечение балки не работает как одно целое. В зоне кромок: вертикального листа наблюдается концентрация напряжений. При непрерывных швах она значительно меньше. Концентрация напряжений имеет место и в случае приложения к поясу балки сосредоточенной силы (колеса крана). Чем жестче пояс балки с приваренным к нему рельсом, тем на большую зону вертикального листа распределяется сосредоточенная сила и тем меньше концентрация напряжений. Поясные швы двутавровых балок в случае смещения оси кранового пути относительно оси балки нередко работают неудовлетворительно.
Рис. 18.14. Конструктивное оформление балок, работающих под переменными нагрузками.
Сварные балки хорошо работают под переменными нагрузками при условии, если рационально выбраны формы конструкций и технологический процесс сварки. Эти балки должны быть выполнены таким образом, чтобы уменьшить возможность образования в них концентраторов напряжений. Все стыки элементов по длине должны быть сварены стыковыми соединениями без применения, накладок. На рис. 18.14,а показаны примеры стыков горизонтальных листов с плавным изменением их толщины и ширины, на рис. 18.14,6 —рациональные обрывы накладок. Ребра жесткости целесообразно приваривать так, как это показано на рис. 18.14,е. К растянутому поясу и в растянутой зоне вертикального листа на длине а=(0,l÷0,2)h ребра жесткости рекомендуется не приваривать вовсе.
В табл. 18.2 приведены данные о рациональных способах приварки ребер жесткости к стенкам балок. Цифры указывают пределы выносливости при пульсирующих нагрузках и испытаниях в условиях изгиба.
Т а б л и ц а 18.2
Влияние способа вварки ребер жесткости в сварные двутавровые балки на их усталостную прочность
На рис. 18.15 приведены примеры сварных балок из низкоуглеродистой стали и их пределы выносливости при пульсирующих, нагрузках. Испытания показали, что применение накладок, приваренных к поясам угловыми швами, значительно снижает усталостную прочность конструкции. Наибольшей усталостной прочностью обладали балки без стыков и с косыми механически обработанными стыковыми соединениями.
Рис. 18.15. Пределы выносливости сварных балок
§ 12. Примеры конструкции балок.
На рис. 18.16 приведена типовая конструкция подкрановой балки пролетом l=12 м под краны грузоподъемностью 5—75 т (ЦНИИ «Проектстальконструкция»). С изменением нагрузок меняются высота Я и размеры поперечных сечений балок, но разбивка ребер жесткости остается прежней. Сварка поясных швов автоматическая. При тяжелом режиме работы катет поясных швов K=0,85sB в сжатой зоне и K=0,65sB в растянутой. Сварка выполняется с полным проваром стенки.
Рис. 18.16. Конструкция сварной подкрановой балки
Подкрановые балки нередко имеют длину пролетов 24, 36 м и более. При этом целесообразно применение высокопрочных металлов с высоким пределом текучести. Обеспечить устойчивость подкрановой балки двутаврового профиля из указанных материалов трудно, так как балки получаются высокими. Поэтому более ра-