Изменение сечения главной балки по длине

 

       Место изменения сечения главной балки находится на расстоянии

                х=(1/6)∙l_ГБ =(1/6)·12=2 м=200см.

       Определяем внутренние расчетные усилия в месте изменения сечения:

               , где х=(1/6)∙ .

М₁= ( ∙200∙(1200-200))/2=107275,5 кН∙см;

 

= ∙(1200/2-200)=429,102кН

       Определяем требуемые геометрические характеристики уменьшенного сечения:

,

где R_wy - расчетное сопротивление сварного стыкового шва растяжению, R_wy=0,85R_y.

=5487,24 см³;

 

=  =301798 см⁴.

Вычисляем ширину уменьшенного пояса, учитывая рекомендации:

b_f1 > 1/10h; b_f1 > 1/2b_f; b_f1 > 18 см.

b_f1 > 1 / 10∙110=11см;      b_f1 > 1/2∙26=13 см; b_f1 > 18 см.

 

Требуемый момент инерции уменьшенных поясов:

=301798-119102=182696 см⁴.

 

Требуемая площадь сечения уменьшенных поясов:

 = =31,326 см².

 

Ширина уменьшенного пояса:

= =15,66 см. Принимаем 18 см.

Окончательные размеры уменьшенного сечения:

h=110 см, h_w =106 см, t_w=1,2см, b_f1=18 см, t_f =2 см.

 

Уточняем значение площади сечения пояса:

A_f1 =18∙2= 36 см².

 

Вычисляем геометрические характеристики уменьшенного сечения

= =329054 см⁴;

= =5982,8 см³.

Проверяем прочность сварного стыкового шва в месте изменения сечения.

 

 = =17,93 кН/см² < 0,85∙23=19,55 кН/см².

Проверяем прочность балки в месте изменения сечения по приведенным напряжениям от совместного действия М₁ и Q₁, предварительно определив ,  и S_f1:

= =17,279 кН/см²;

= =1944 см³;

= =2,1126 кН/см²;

где - нормальные напряжения в уровне поясных швов, - касательные напряжения в уровне поясных швов, S_f1- статический момент уменьшенного пояса.

,

       Прочность балки в месте изменения сечения обеспечена.

Проверка прочности по касательным напряжениям на опоре

 

Вычисляем статический момент полусечения балки на опоре:

                   S₁ =(b_f1t_f)  +() = (18 )  + =3114,42 см³.

Проверка прочности по касательным напряжениям:

= =3,198 кН/см² < 0,58·23∙1=13,34 кН/см².

Прочность балки на опоре обеспечена.

 

Расчет поясных швов

 

Сдвигающую силу, приходящуюся на 1 см длины шва определяем:

                   =  =3,99 кН/см.

Принимаем электроды Э46,

R_wf=20кН/см² – расчётное сопротивление срезу по металлу шва, ,   

R_wz=0,45·36=16,2 кН/см² – расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления, , γ_wf=γ_wz=γ_c=1

Для определения опасного сечения углового шва сравниваем произведения:

= =22 кН/см² - по металлу шва;

=1,15·16,2·1=18,63 кН/см² - по металлу границы сплавления.

                              18,63 кН/см² < 22 кН/см².

     Опасное сечение проходит по металлу границы сплавления, проверку необходимо выполнять по:

     ,                                                             

где n - число швов, n=2 при двустороннем поясном шве.        

Задаемся минимальным катетом исходя из толщины свариваемых элементов - k_f = 6 мм, и проверяем прочность сварного шва:

3,99 < 2·1,15·0,6·16,2·1=22,356 - прочность шва обеспечена при катете шва k_f = 6 мм.