Проектирование металлических конструкций рабочей площадки производственного здания, страница 3

Здесь  – статический момент одной половины измененного сечения:

.

Проверка приведенных напряжений производится по формуле:

,

где

2.3. Проверка общей устойчивости элементов балки.

    Правила местной устойчивости сжатого пояса выполнены в 2.1 при подборе сечения балки.

    При проверке устойчивости стенки первоначально определяется необходимость постановки ребер жесткости по формуле:

Таким образом, поперечные ребра жесткости необходимы.

В середине балки в зоне учета пластических деформаций необходима постановка ребер жесткости под каждой балкой настила, поскольку местные напряжения стенки в этой зоне недопустимы. Длина зоны использования пластических деформаций в стенке определяется по формуле:

    В остальных зонах балки расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать при и 2,5 при . Здесь - расчетная высота стенки, равная в сварных балках полной высоте стенки. Поскольку условная гибкость стенки менее 3,2, то расстояние между ребрами должно быть

 

Принимая расстояние между ребрами кратными шагу балок настила a=92.3 (см), получим его равным 184.6 (см). Расстановка ребер в балке показана на рис.2.2.

Размеры поперечных ребер жесткости определяются в миллиметрах по формулам: ширина парного симметричного ребра:

принимаем ширину ребра 80 (мм)=8 (см), кратной 5(мм); толщина ребра:

Принимаем толщину ребра t_р=0,6 (см).

При определении размеров ребер следует следить за тем, чтобы ширина ребра была не больше свеса полки в самом узком месте. Для пропуска поясных швов и снижения сварочных напряжений в ребрах делаются вырезы, равные C=600(мм). d=40(мм) (рис. 2.3).

После расстановки ребер жесткости определяют потребность проверки местной устойчивости стенки. Местную устойчивость необходимо проверять, если l_w>2,5 в балках с двухсторонними поясными швами при наличии местного напряжения. Поскольку l_w=2,98>2,5, то проверка местной устойчивости стенки необходима.

Расчет на местную устойчивость стенки балки выполняется с учетом всех компонентов напряженного состояния (s, t, s_ℓoc) по формуле:

Так как в формуле присутствуют три  напряжения, то место проверки должно быть выбрано там, где в наибольшей степени сказывается влияние всех напряжений. В крайних отсеках малы нормальные напряжения s, поскольку мал изгибающий момент, в средних отсеках малы касательные напряжения. Местные напряжения s_ℓoc примерно равны во всех отсеках, поэтому на выбор места проверки местной устойчивости практически не оказывают влияния. Выбираем для исследования 2 отсек, в котором и определяем средние значения М₂ и Q₂ под балкой настила для определения напряжений s и t.

Определяются действующие напряжения:

Местные напряжения в стенке под балкой пастила определяются по формуле:

;

где F – расчетная сосредоточенная нагрузка от балки настила, равная двум опорным реакциям:

,

,

b=12 (см) – длина участка передачи местной нагрузки на балку ,равная ширине полки балки настила;

Определяются критические напряжения:

,

где ;

– условная гибкость стенки в исследуемом отсеке, в котором d – наименьшая сторона (h_W или a).

Нормальные критические напряжения определяются по формуле:

;

где C_cr – коэффициент, определяемый для сварных балок в зависимости от коэффициента, учитывающего степень защемления стенки в полке балки, по табл. 2.1.

                                                                                                              Таблица 2.1

	≤ 0.8	1.0	2.0	4.0	6.0	10.0	³ 30
	30.0	31.5	33.3	34.6	34.8	35.1	35.5

;

где b =0,8;

Здесь

Местные критические напряжения определяются в зависимости от отношения a/h_ef.

1.  При

где  

         C₁ - коэффициент, принимаемый по табл.2.2 для сварных балок в зависимости от отношения и значения   .

                                                                                                                                Таблица 2.2

	Значения C1 при , равным
	£ 0.5	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6	1.8	³ 2
£ 1 2 4 6 10 ³ 30	11.5 12.0 12.3 12.4 12.4 12.5	12.4 13.0 13.3 13.5 13.6 13.7	14.8 16.1 16.6 16.8 16.9 17.0	18.0 20.4 21.6 22.1 22.5 22.9	22.1 25.7 28.1 29.1 30.0 31.0	27.1 32.1 36.3 38.3 39.7 41.6	32.6 39.2 45.2 48.7 51.0 53.8	38.9 46.5 54.9 59.4 63.3 68.2	45.6 55.7 65.1 70.4 76.5 83.6

2.При (вместо  «a»  ставится  , если   и отношение  больше значений, указанных в табл.2.3).

    Если отношение  не более значений, указанных в табл.2.3, то вместо «a» ставится a/2 в формулу для определения   и в табл.2.2

                                                                                       Таблица 2.3 

	Предельные значения  при , равном
	£ 0.9	1.0	1.2	1.4	1.6	1.8	³ 2
£ 1 2 4 6 10 ³ 30	0.146     0.109 0.072 0.066 0.059 0.047	0.183 0.169 0.129 0.127 0.122 0.112	0.267 0.277 0.281 0.288 0.296 0.300	0.359 0.406 0.479 0.536 0.574 0.633	0.445 0.543 0.711 0.874 1.002 1.283	0.540 0.652 0.930 1.192 1.539 2.249	0.618 0.799 1.132 1.468 2.154 3.939

Для нашего случая:

 ,

, значит вместо а необходимо ставить a/2

По табл.2.2 при   и находим C₁= 22.5

   Производим проверку местной устойчивости стенки

                     

    Таким образом, стенка неустойчива. Устойчивость стенки может обеспечена либо увеличением его толщины, либо более частым его расположением поперечных ребер жесткости для уменьшение размеров отсеков стенки. Второй путь более экономичен, поэтому устанавливаем ребра жесткости под каждой балки настила.

Устойчивость в этом случае проверяется по формуле: