Сброс сечения главной балки. Виды сброса сечения. Конструкция и расчет

Наилучшим решением экономии стали будет обладать балка, момент сопротивления которой повторяет очертание эпюры изгибающих моментов.

B сварных конструкциях используют два варианта изменения сечений: за счет изменения ширины пояса или высоты стенки (рис.5.34). Другие способы не эффективны. В клепаных балках и балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах сечение изменяют, путем уменьшения или увеличения количества поясных листов. Обычно сечение в разрезных сварных балках пролетом до 30 м изменяют один раз, т.е. балку составляют из трех элементов, средний из которых проектируют по моменту в середине пролета, а два крайних - по моменту в месте изменения сечения

Наибольший эффект дает изменение сечения на расстоянии 1/6 пролета от опоры. Определив изгибающий момент М в этом сечении, можно найти требуемый момент сопротивления и подобрать новую ширину поясам. Если предполагается стыковать растянутый пояс прямым швом с выводом концов шва на подкладки с применением автоматической или ручной сварки с физическими методами контроля либо выполнять косой равнопрочный стык, то при определении требуемого момента сопротивления следует ориентироваться на расчетное сопротивление стали. В противном случае взамен Ry следует использовать Rwy (Rwy=0.85Ry) и определить момент сопротивления по формуле:

Дальнейший алгоритм компоновки сечения следующий:

• определение требуемой площади пояса

•                    определение ширины пояса

•                    проверка прочности.

Обратите внимание, что проверку прочности в измененном сечении нужно делать иначе, чем в середине пролета. В балках с равномерно распределенной нагрузкой поперечная сила в середине пролета отсутствует, поэтому достаточно ограничить нормальные напряжения в крайних фибрах балки. В месте изменения сечения присутствуют как нормальные, так и касательные напряжения, причем наиболее неблагоприятным будет их совместное действие на уровне поясных швов, поэтому нужно производить проверку прочности по приведенным напряжениям, определяя нормальное напряжение в месте соединения полки со стенкой:

где

Возможен другой путь расчета, который полезен, когда ширина полки получается меньше конструктивно допустимого значения: bf <180 мм. Задавшись размерами поперечного сечения, например шириной полки 180 мм, вы можете определить момент сопротивления и далее несущую способность этого сечения: М(х) = WRyyc . Место изменения сечения нетрудно найти из решения уравнения M(x)=qx(l-x)/2.

Следует обратить внимание еще на одно обстоятельство: уменьшение ширины пояса приводит к снижению общей устойчивости балки и повышению прогиба. Выражение последнего может быть представлено формулой Мора:

где Mpi - момент от внешней нагрузки на i-м участке, М1i - то же, от единичной силы, приложенной в месте с искомым прогибом fmax балки. Так, для шарнирно опертой по концам балки при равномерно распределенной по всему пролету нагрузке при изменении сечения на расстоянии 1/6 от опоры:

при I1=0,66I (M1 = 0,56Mmax). Превышение прогиба по сравнению с прогибом балки постоянного сечения составляет 2,4%.