Таблица 29

Нормы жесткости для балок (при сплошной равномерной нагрузке)

Допускаемый расчетный

Отношение h/l при допускаемом напряжении на изгиб

Когда стенка подобрана, определяют наивыгоднейшую высоту балки по формулалг для сварных балок:

hopt -= для клепаных балок:

hopt =

,e./i

По конструктивным соображениям можно отклоняться от теоретической оптимальной высоты на 10 - 15%, незначительно увеличивая затрату стали.

Балки, высота стенки которых не превосходит h =80 8 , могут выполняться без ребер жесткости.

Когда высота балки установлена, определяют площади каждого из поясов балки по приближенным формулам:

для сварных балок:

ft 6

псяс -

для клепаных балок с горизонтальными листами:

, rw dhl Ртяс=1Ло -ft-4 5 сл(2;

для клепаных балок без горизонтальных листов:

W dh „ояс= 1,25 - . см

Пользуясь найденными величинами, подбирают сечения поясов п проверяют напряжения в сечениях балок, учитывая ослабление

, заклепок в клепаных балках, и вводят в формулу = ~j~ точное

значение ординаты у наиболее удаленного от нейтральной оси волокна балки.

ПРИМЕР. Материал СТ-2; [з] = 1 400 кг/см; М = = 9 400 ООО KZJCM. ПодоЗрать наивыгоднейшее сечение сварной балки.

М 9 400 ООО ,

Q = 72m;W= = ~1Т0б~ ™ "

1= 8 м;

72 ООО

Решение: 8=оуо~84о прини.маем 8=1,5 см;

Kpt = 1,7ь/ ?= 1,7-67= 114 см; принимаем ft=l,10 м. W 1,5

I Площадь сечения каждого пояса:

6 700 1,5 110 оок,„2.

F = jjQ---g-= 61 - 27,5 = 33,5 см;

- 210,16 . 1 100-1,5

Принимаем сечение балкп:

W = l,5--g- +2-33,6-55,8 = 3020-1-

4- 3 750 = 6 770 7 6 700 см.

При подборе сечений для клепаных двутавровых балок разрешается прини.мать приближенно ослабление сечения заклепками:

1) при отсутствии отверстий в горизонтальных полках поясных уголков

/нт=0,85-/ер,

2) при наличии отверстий в горизонтальных полках

/нт =0,80-/ер.

Ширина сжатого пояса двутавров ыхба-л о к по условиям устойчивости не должна превышать 35 8, где S -толщина пояса.

Шаг поясных заклепок (а) клепаных балок определяется по формулам:

1) при отсутствии сосредоточенных грузов на поясе Оалки

hp

Sep-Q

2) при непосредственно. приложении к поясу балки сосредоточенных грузов

где N3 - допускаемое усилие на заклепки;

Q - наибольшая поперечная сила на рассматриваемо.м участке балки;

Р - расчетная величина сосредоточенного груза (см. примечание),

I - длина участка, на котором распределяется сосредоточенный груз, прини,мае.мая при отсутствии более точных данных равной 600 мм.

Поясные швы сварных балок, соединяющие вертикальную стенку и пояс, воспринимающие динамическую нагрузку, должны быть непрерывными.

Расчетные напряжения в поясных швах балок определяются по фор.мулам:

1) при отсутствии сосредоточенных грузов на поясе балки: в непрерывных швах:

hp 1.4 Лш

в прерывистых швах:

QSfp а. hp • 1,4 • Ймш

2) при наличии сосредоточенных грузов, приложенных непо-средстненно к поясу балки:

где 1,4. /?щ - рабочая толщина двух швов;

а п I - шаг шпонок и длина одной шпонки прерывистого шва; л - длина участка (на который распределяется сосредоточенный груз), прини.мае.мая при отсутствии более точных данных равной 400 мм.

Примечания. Расчетная величина Р принимается:

1) при отсутствии пристрожки вертикальной стенки к поясу балки Р=Р„ (полной величине местной нагрузки на поясе балки);

2) при постановке не реже чем через 60 см коротких ребер жесткости или ребер, плотно пригнанньи к поясу и рассчитанных на 60% Рг, расчетная сила Р=0,40 Ро;

3) при наличии коротких ребер и пристрожки вертикальной стенки к поясу балки Р=0.

Расстановка ребер жесткости

Для обеспечения местной устойчивости стенки балки, которая проверяется расчетом по касательным и нормальным напряжениям в балках, производится расстановка ребер жесткости.

Критические касательные напряжения определяются по формуле:

7 600

= ( 10 200-™).().г/cж

где т - отношение большей стороны пластинки, ограниченной ребрами жесткости и поясол!, к меньшей стороне; b - меньшая из сторон пластинки. Критические нормальные напряжения в mjcM определяются по формуле:

где к - коэфициент, зависящий от отношения а/й, значение которого дано в табл. 30.

Таблица 30 Значени,<1 коэфициентов К, зависчщих от отношения я/Л

В стенке, укрепленной только вертикальпылш ребрами жест-Кости, должно бьп-ь соблюдено:

где п - коэфициент запаса, равный при учете основных нагрузок 1,70, а при учете основных и дополнительных нагрузок 1,40;

- расчетное среднее касательное напряжение в т/см, равное--, где h -полная высота стенки, о - расчетное 8-ft

нормальное напряжение (брутто в т/см) на расстоянии от нейтральной оси.

Примечание. В опорных панелях разрезных балок принимается <-0.

Ширина bp выступающей полки вертикального ребра жесткости определяется по формуле:

где с - толщина стенки, Ьр - толщина ребра.

Опорные ребра жесткости проверяются условным расчетом на продольный изгиб под действием опорной реакции балки (из плоскости балки) фиктивного стержня, сечение которого состоит из опорных ребер или уголков жесткости и части вертикальной стенки длиной 15 8 с каждой стороны ребра; свободная длина стержня принимается равной высоте вертикального листа.

Опорные уголки жесткости балок пристро-гиваются и проверяются на смятие под действием опорной реакции.

Помимо обеспечения .местной устойчивости балок (путем постановки ребер жесткости), необходимо обеспечить общую устойчивость балок постановкой специальных связей или специальной расчетной проверкой.

6. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СКВОЗНЫХ ФЕРМ

Все несущие части сквозных конструкций должны быть жесткого профиля. Исключение допускается для тяжей и канатов, работающих на постоянное растяжение.

Линию центров тяжести сечений каждого стержня фермы следует совмещать с его осью. Исключение допускается для стержней клепаных ферм таврового сечения из двух уголков, в которых разрешается сов.ме-щать ось стержня с ближайшей к обушку уголка риской, и для прикрепления связей ферм, где центр тяжести сечения связей разрешается центрировать на обушок поясного уголку.

В клепаных конструкциях не допускается применение элементов тоньше 4 мм; в сварных конструкциях в случае отсутствия опасности коррозии допускается применение меньших толщин.

Сечения всех основных стержней конструкций должны выполняться симметричными относительно средней плоскости фермы.

Сечения второстепенных стержней разрешается выполнять из одного уголка, прикрепляе,мого в узлах одной полкой; расчетная площадь растянутого стержня определяется по сечению прикрепленной полки и половине сечения неприкрепленной полки.

Сжатые стержни из одиночного уголка рассчитываются с учето.м внецентренности приложения усилий.

При изменении сечения пояса в месте стык а допускается, не учитываемое в расчете, взаимное смещение центров тяжести сечения не более 1 см. В стыках стержней и в узлах ферм должна быть обеспечена жесткость в направлении, перпендикулярном к плоскости конструкции, не меньшая, чем по сечению целого стержня.

Свободная длина сжатых стержней при расчете их на продольный изгиб принимается в плоскости фермы: для поясов и опорных раскосов - расстояние между центрами смежных узлов; для решетки - 0,8 длины стержня по геометрической схеме; из плоскости фермы: для поясов - расстояние между узлами связей или прогонами, закрепленны.ми за неподвижные точки; для решетки - длина стержня по геометрической схеме.

Гибкость сжатых стержней ферм должна быть не более:

в конструкциях, не подверженных непосредственному действию динамической нагрузки:

для элементов ферм.................300

для элементов связей (за исключением тяжей) .... 400

в конструкциях, подверженных непосредственному действию динамической нагрузки:

для поясов и опорных раскосов...........250

для прочих элементов ферм и для связей (за исключением тяжей)...................300

Гибкость нерабочих стержней, служащих для уменьшения свободной длины сжатого стержня, не должна превышать 1 - 200.

Растянутые элементы проверяются на предельную гибкость, чтобы избежать больших дополнительных напряжений от собственного веса в длинных, гибких зле,ментах и зыбкости конструкции в горизонтальном направлении, опасной при монтаже ферм и при динамических воздействиях на сооружение.

Растянутые пояса, в некоторых панелях которых может возникнуть сжатие (например, в ригелях рамных систем), проверяются на гибкость по нормам для сжатых стержней.

В конструкциях зданий, не подвергающихся динамически.м воздействиям, гибкость растянутых элементов проверяется только в вертикальной плоскости (в плоскости изгиба от действия собственного веса). »

При проверке гибкости растянутых элементов вертикальных и наклонных связей свободная длина их определяется по горизонтальной проекции геометрической длины (расчетны11 пролет под действием собственного веса).

При проверке растянутых стержней, вследствие защемления в узлы, уменьшение их свободной длины принимается по норма.м д;1я сжатых элементов.

Фасовкам ферм даются такие размеры и очертания, чтобы площадь нетто сечения по любому разрезу удовлетворяла условиям прочности при проверке напряжений от усилия, переданного до рассматриваемого разреза прикрепленными к фасовке стержнями.

Стержни, работающие на центральное растяжение, рассчитываются по формуле:

5 1571