Балки и балочные конструкции - Расчет на прочность балок в упругой стадии работы сечения
Содержание материала
- Балки и балочные конструкции
- Расчет изгибаемых элементов в упругой стадии и с учетом развития пластических деформаций
- Расчет на прочность балок в упругой стадии работы сечения
- Расчет плоского стального настила
- Нормативная нагрузка от веса стального настила
- Катет углового шва kf
- Расчет прокатной балки настила
- Определение нормативной и расчетной нагрузок
- Уточнение коэффициента с1, М и Q c учетом собственного веса балки настила
- Проверка несущей способности балки
- Все страницы
Расчет на прочность балок в упругой стадии работы сечения выполняют по формулам:
– при действии момента в одной из главных плоскостей
где Mmax – максимальныq изгибающий момент от расчетной нагрузки;
Wn,min – момент сопротивления ослабленного сечения;
– при действии в сечении поперечной силы
где Q – максимальная поперечная сила от расчетной нагрузки;
I – момент инерции сечения;
S – статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси;
tw – толщина стенки.
При изгибе в двух главных плоскостях проверку сечения проводят по формуле
где Mx и My –моменты относительно осей соотвественно x-x и y-y;
Ix,n и Iy,n – моменты инерции относительно главных осей ослабленного сечения;
x и y – координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей.
Расчет на прочность разрезных балок в упругопластической стадии работы двутаврового сечения из стали с нормативным сопротивлением Ry ≤ 440 МПа, несущих статическую нагрузку, при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плоский металлический настил, железобетонные плиты и т.п.), и при ограничении касательных напряжений в месте максимального момента t = Q/Aw £ 0,9Rs (кроме опорных сечений) при изгибе в плоскости наибольшей жесткости (Ix > Iy) относительно оси x-x выполняют с учетом развития пластических деформаций в узкой локализованной зоне по формуле
где Mx – максимальный изгибающий момент, действующий в плоскости наибольшей жесткости;
c1 – коэффициент, учитывающий резерв несущей способности изгибаемого элемента, обусловленный пластической работой материала. Он зависит от формы сечения, отношения площадей поперечного сечения пояса и стенки αf = Af /Aw, принимается: c1 = c при t £ 0,5Rs (влияние касательных напряжений на переход в предельное состояние считается несущественным), где с определяется по табл. 3.2; c1= 1,05βс = 1,05с при
0,5Rs < t £ 0,9Rs, (зависит от значения средних касательных напряжений в сечении t = Q/(twhw), здесь α – коэффициент, равный 0,7 для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки; α = 0 для других типов сечений; tw и hw – толщина и высота стенки.
При наличии ослаблений стенки отверстиями для болтов значения касательных напряжений t определяются с учетом ослаблений (следует умножитьt на коэффициент ослабления α = а/(а – d), где а – шаг отверстий; d – диаметр отверстия).
Для элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, проверка прочности сечения ведется по формуле
при ограничении касательных напряжений условием t £ 0,5Rs. Значения коэффициентов cx и cy, учитывающих развитие пластических деформаций, принимается из табл. 3.2.
При расчете сечения в зоне чистого изгиба, где зона пластических деформаций большой протяженности, вместо коэффициента c1 принимают
с1m = 0,5(1 + c1).
Для балок, рассчитываемых с учетом пластических деформаций, расчет на прочность в опорном сечении (при Mx = 0) выполняют по формуле
где Qx – максимальная поперечная сила на опоре;
h – высота сечения балки.
При ослаблении стенки отверстиями для болтов левую часть формулы умножают на коэффициент ослабления α.
Расчет на прочность балок переменного сечения с учетом развития пластических деформаций следует выполнять только для одного сечения с наиболее неблагоприятным сочетанием усилий M и Q; в остальных сечениях учитывать развитие пластических деформаций не допускается.