Алгоритм расчета изгибаемых элементов1. Назначение марки стали Марка стали назначается в зависимости от вида конструкции и ее назначения (табл.50/1/). Балки относятся ко 2 группе конструкций. По принятой марки стали принимаются расчетные характеристики Ry, Ru, Ryn, Run (таб.51/1/), Rs (табл.3/1/).
2. Выбор расчетной схемы. Расчетная схема изгибаемого эмента принимается (назначается) в зависимости: - от количества пролетов и опор; - от способа крепления конструкции на опорах (жесткое, шарнирное). Расчетная схема изгибаемой конструкции может быть: - однопролетная балка (балка разрезная) на одной опоре балка закреплена от перемещений, на другой – от перемещений по вертикали;
- однопролетная балка с одной консолью;
- однопролетная балка с двумя консолями;
- двухпролетная балка;
- многопролетная балка.
3. Сбор нагрузок. Нагрузки зависят от схемы опирания на балку вышележащих конструкций (настил, вышележащие балки и т.п.) В балочной клетке балка может быть нагружена: - собственным весом, распределенным по длине. В первом приближении можно принять 2-4 % от нагрузки, действующей на балку; - опорными реакциями (распределенные) с выше лежащих конструкций (настил; балки настила, второстепенные балки) по всей длине. В случае опирания на балку более 5 шт. в пролете, нагрузку можно считать как распределенную; В случае опирания на балку менее 5 шт. в пролете - состредоточенную.
Рис.4 Сбор нагрузок на балку. а – равномерно распределенная нагрузка (погонная); б - сосредоточенная нагрузка; ρ; – собственный вес балки.
4. Статический расчет. Статический расчет производится по правилам строительной механики. В результате расчета необходимо построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил. Следует получить максимальные значения моментов и поперечных сил, а также усилия в характерных сечениях. При расчете можно пользоваться: расчетными программами, справочниками и т.п. /7/, приложение 5.
5. Предварительный подбор сечения. Определяется требуемый момент сопротивления:
По сортаменту выбирается тип профиля и номер проката с условием:
Из сортамента выписываются все геометрические характеристики: A, Jx, Jy, Wx, S, h, tст, bп, ρ; и т.п.
6. Проверки: - прочность по нормальным напряжениям:
- прочность по касательным напряжениям:
- прочность от совместного действия нормальных и касательных напряжений, для неразрезных балок (консольных, много пролетных и т.п.):
- на общую устойчивость выполняется по п.п. 5.15, 5.16/1/. - на местную устойчивость выполняется для составных сечений. - прогиб балки (жесткость):
При невыполнении условий проверок следует увеличить номер проката и проверки повторить.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Алгоритм расчета сварных угловых швов 1. Назначение расчетных характеристик шва: Rwf - расчетное сопротивление сварного углового шва при разрушении по металлу шва (табл. 3 /1/); Rwz - расчетное сопротивление сварного углового шва при разрушении по границе сплавления (табл. 3 /1/); γwf,γwz - коэффициенты условий работы сварных швов (формула 121 /1/); βf, βz - коэффициенты глубины проплавления шва для сталей с пределом текучести менее 580 МПа принимаются по табл. 34 /1/; γc - коэффициент условий работы табл. 6 /1/. (Rwf γwf γc βf) – расчетные характеристики сварного углового шва при разрушении по металлу шва; (Rwz γwz γc βz) - расчетные характеристики сварного углового шва при разрушении по границе сплавления. (Rw γw γc β)min – минимальное значение расчетных характеристик.
2. Определение катета сварного шва. Катет сварного углового шва при известной длине: - при разрушении по металлу шва:
- при разрушении по границе сплавления:
- упрощенный вариант kf = N/lw (Rw γw γc β)min Катет сварного углового шва kf должен быть: - больше величины, приведенной в табл.38/1/; - не более 1,2 толщины соединяемых элементов.
3. Определение длины сварного шва. Длина сварного углового шва при назначенном катете kf: - при разрушении по металлу шва:
- при разрушении по границе сплавления:
- упрощенный вариант lw = N / kf (Rw γw γc β)min
Длина сварного углового шва должна быть: - не менее 40 мм; - не менее 4kf; - не более 85kfβ; для фланговых швов. Приложение 5 Неразрезные равнопролетные балки. Изгибающие моменты, поперечные силы и опорные реакции от различных нагрузок. (п.8.1.7.//)
Примечание: Пролетные моменты: первая цифра номер пролета, втора – номер точки, например, Поперечная сила: первая цифра обозначает пролет, вторая буква – опору, например,
Индексы (макс) – наибольший по абсолютной величине положительный момент (поперечную силу), или наименьший по абсолютной величине отрицательный момент (поперечную силу); Индексы (мин) – наибольший по абсолютной величине отрицательный момент (поперечную силу) или наименьший по абсолютной величине положительный момент (поперечную силу); При распределенной нагрузке точка максимального момента крайнего пролета располагается на расстоянии 0,4 l от крайней опоры и 0,5 l для средних пролетов. Прогибы в середине загруженного пролета: где f0 – прогиб в середине пролета разрезной балки (балка однопролетная); МЛ, МПР – абсолютные значения моментов на левой и правой опорах данного пролета, определяемые по табл.
Усилия, не указанные в таблице, определяются по правилам строительной механики.
Приложение 6
|
, (ур.28/1/)
> 
.
, (ур.28/1/);
, (ур.29/1/);
, (ур.33/1/);
, (п.13.1/1/).
,(120)/1/
,(121)/1/
,(120)/1/
,(121)/1/
- момент во втором пролете в первой точке;
- поперечная сила со стороны второго пролета на опоре «С».
;
- распределенная нагрузка, кН/м, Р – сосредоточенное усилие, кН; 
- пролет, м.
