Предварительно определим несущую способность подобранного сечения балки по моменту (изгибающий момент, который может быть воспринят балкой в предельном состоянии, когда σmax = Ryγc), см. табл. 1, раздела 2.2,
[M] = RyWфγс.
Во избежание ошибки полезно сопоставить [M] c Mmax – превышение [М] должно процентно совпасть с полученным при подборе сечения балки превышением Wф над Wтр. Назначим b′f = мм и определим
I′ф = Iwф + 2b′ftf
;
W′ф = 
;
[M′] = Ry W′фγc
т.е. несущую способность уменьшенного сечения.
Найденные уровни М и [M′] нанесем на эпюру М, рис.28,в. Точки пересечения [M] и [M′] с привязками х1 и х2 можно найти графически, для достаточно сложного загружения, для случая q(x) = q = const, когда справедлива запись
[M′]
= 
.
При этом под х1 следует иметь ввиду сечение, начиная с которого возможно уменьшение ширины пояса в сторону ближайшей опоры.
Сам переход сечения bf к b′f («спуск» - С) должен быть плавным во избежание местной концентрации напряжений. В обычных балках, да и еще при статической нагрузке С ≥ 5(bf - b′f)/2, а в подкрановых или мостовых, когда нагрузка тяжелая по режиму работы (многократно меняющаяся) и динамическая по характеру, одновременно со спуском С используются и плавные, проточенные переходы – скругления в местах изменений сечения, в том числе и за счет примыкающих связевых фасонок. В конечном счете эпюра несущих способностей балки, пунктир на рис.28,в, как бы огибает эпюру действующих изгибающих моментов М.
Должно быть понятно – чем плотнее первая подходит ко второй, тем экономичней решение по расходу металла.
Так как наиболее напряженными являются сечения поясов с привязкой х = х1 –С, то именно их прочность проверяется с особой тщательностью. Конкретно, это стыковой шов растянутого пояса (уровень А) и крайние волокна стенки в сжатой зоне (уровень Б). Прочность стыкового шва проверяется только от нормальных напряжений.
σw = 
,
(28)
где Rwy – зависит от использования (или нет) физического контроля качества швов (прозвучивание, просвечивание) [1, табл. 3], о чем должна быть сделана соответствующая запись в примечаниях к рабочему чертежу балки. Прочность стенки в общем случае проверяется по [1, п. 5.14], по приведенным напряжениям с учетом допущения местной пластичности.
σw = 
≤
1,15 Ryγc
(29)
где σх = 
, Ww = 
= 
;
σy = σloc = 
= 
(30, см. рис.29)
lef
= b + 2tf; Р = 2Rб.н.; τ = 
.
При сопряжении в уровне или пониженном σy = σloc = 0. Если хоть одна из проверок (28, 29) не выполняется, то необходимо уменьшить х, сдвинув само изменение сечения к опоре и понимая возможность повторных попыток.
4.6.2. Назначение поясных швов.
Поясные швы в составных балках обычно выполняются автоматической сваркой. Поскольку они угловые, предварительно необходимо выяснить их более слабое сечение – по металлу шва или по границе сплавления, сопоставив их характеристики по ф. (9), раздел 3 (чаще более слабой здесь оказывается граница сплавления – индекс Z). Наибольшие напряжения сдвига пояса относительно стенки возникают в приопорном сечении. При этом условие обеспечения прочности двусторонних швов, имеет вид
τmax,w = 
≤ Rwz γwz γc.
Используя его в предельном варианте, найдем требуемый катет швов, как минимальный по прочности
kfnp = 
,
где Qmax
= Rг.б. – опорная реакция балки, S′f = b′f tf 
-статический
момент площади уменьшенного пояса относительно нейтральной оси сечения балки; I′ф – момент инерции ее приопорного, т.е.
уменьшенного сечения.
Помимо условия прочности необходимо обеспечить надежную свариваемость шва с достаточно толстым поясом, т.е. принять во внимание рекомендации [1, табл. 38] и определиться с kfmin , а также не допустить прожога относительно тонкой стенки [1, п. 12.8,а] – kfmax = 1.2 tw. Окончательно kf принимается как большая величина из kfnp и kfmin ( но не более kfmax) с неформальным округлением до целых миллиметров.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.