Несущая способность металлической балки — Доктор Лом. Первая помощь при ремонте
Несущая способность однопролетной металлической балки при равномерно распределенной нагрузке и шарнирном закреплении на опорах
1. Например, мы в качестве балок ддя перекрытия помещения размерами 4 на 6 метров использовали 4 профильных трубы сечением 100х100 мм с толщиной стенки 5 мм. Тогда длина пролета балки составит l = 4 м, а шаг балок 6/5 = 1.2 м. Согласно сортаменту для квадратных профильных труб момент сопротивления такой металлической балки составит Wz = 54.19 см3.
2. Расчетное сопротивление стали следует уточнять у производителя, ну а если оно точно не известно, то можно принимать наименьшее из возможных, т.е. R = 2000 кг/см2.
3. Тогда максимальный изгибающий момент, который может выдержать такая балка:
M = WzR = 54.19·2000 = 108380 кгсм или 1083.8 кгм.
4. При пролете 4 м максимальная распределенная нагрузка на погонный метр составляет:
q = 8M/l2 = 8·1083.8/42 = 541.9 кг/м.
5. При шаге балок 1.2 м (расстоянии между осями балок) максимальная плоская равномерно распределенная нагрузка на квадратный метр составит:
q = 541.9/1.2 = 451.6 кг/м2 (сюда входит и вес балок).
Вот и весь расчет.
Несущая способность однопролетной металлической балки при действии сосредоточенных нагрузок и шарнирном закреплении на опорах
Если на металлические балки перекрытия сверху уложены сначала лаги, а потом уже делается перекрытие по лагам, то на такие металлические балки будет действовать не одна равномерно распределенная нагрузка, а несколько сосредоточенных. Впрочем перевести сосредоточенные нагрузки в эквивалентную равномерно распределенную совсем не сложно — достаточно просто разделить значение равномерно распределенной нагрузки, которую мы уже определили, на коэффициент перехода.
Например, если мы по металлическим балкам уложили лаги через каждые 0.5 метра, то есть всего 4/0.5 +1 = 9 лаг — сосредоточенных нагрузок. При этом крайние лаги можно вообще в расчет не брать и тогда количество сосредоточенных сил будет = 7, а коэффициент перехода от сосредоточенных нагрузок к эквивалентной равномерно распределенной составит γ = 1.142.
Тогда максимальная равномерно распределенная нагрузка, которую может выдержать данная металлическая балка, составит:
q = 451.6/1.142 = 395.4 кг/м2
Конечно же металлические балки могут быть и многопролетными или иметь жесткое закрепление на одной или двух опорах, т.е. быть статически неопределимыми. В таких случаях изменится только формула определения максимального изгибающего момента (см. расчетные схемы для статически неопределимых балок), но весь алгоритм расчета останется таким же.
Расчет несущей способности балок, вес двутавровой балки
Несущая способность однопролетной металлической балки при равномерно распределенной нагрузке и шарнирном закреплении на опорах
1. Например, мы в качестве балок ддя перекрытия помещения размерами 4 на 6 метров использовали 4 профильных трубы сечением 100х100 мм с толщиной стенки 5 мм. Тогда длина пролета балки составит l = 4 м, а шаг балок 6/5 = 1.2 м. Согласно сортаменту для квадратных профильных труб момент сопротивления такой металлической балки составит Wz = 54.19 см3.
2. Расчетное сопротивление стали следует уточнять у производителя, ну а если оно точно не известно, то можно принимать наименьшее из возможных, т.е.
Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций
Тогда максимальный изгибающий момент, который может выдержать такая балка:
M = WzR = 54.19·2000 = 108380 кгсм или 1083.8 кгм.
4. При пролете 4 м максимальная распределенная нагрузка на погонный метр составляет:
q = 8M/l2 = 8·1083.8/42 = 541.9 кг/м.
5. При шаге балок 1.2 м (расстоянии между осями балок) максимальная плоская равномерно распределенная нагрузка на квадратный метр составит:
q = 541.9/1.2 = 451.6 кг/м2 (сюда входит и вес балок).
Вот и весь расчет.
Несущая способность однопролетной металлической балки при действии сосредоточенных нагрузок и шарнирном закреплении на опорах
Если на металлические балки перекрытия сверху уложены сначала лаги, а потом уже делается перекрытие по лагам, то на такие металлические балки будет действовать не одна равномерно распределенная нагрузка, а несколько сосредоточенных. Впрочем перевести сосредоточенные нагрузки в эквивалентную равномерно распределенную совсем не сложно — достаточно просто разделить значение равномерно распределенной нагрузки, которую мы уже определили, на коэффициент перехода.
Например, если мы по металлическим балкам уложили лаги через каждые 0.5 метра, то есть всего 4/0.5 +1 = 9 лаг — сосредоточенных нагрузок. При этом крайние лаги можно вообще в расчет не брать и тогда количество сосредоточенных сил будет = 7, а коэффициент перехода от сосредоточенных нагрузок к эквивалентной равномерно распределенной составит
Тогда максимальная равномерно распределенная нагрузка, которую может выдержать данная металлическая балка, составит:
q = 451.6/1.142 = 395.4 кг/м2
Конечно же металлические балки могут быть и многопролетными или иметь жесткое закрепление на одной или двух опорах, т.е. быть статически неопределимыми. В таких случаях изменится только формула определения максимального изгибающего момента (см. расчетные схемы для статически неопределимых балок), но весь алгоритм расчета останется таким же.
Вес двутавровой балки – важный фактор несущей способности
Технические характеристики металлического профиля необходимы, чтобы их правильно применять в строительстве, ведь несмотря на большое разнообразие сфер применения, суть остается одна – создать надежную несущую конструкцию. Она позволяет преобразовывать архитектуру сооружений:
- увеличивает ширину пролетов зданий;
- значительно, примерно на 35%, уменьшить массу несущих конструкций;
- существенно увеличить рентабельность проектов.
Говоря о достоинствах конструкции, нельзя не отметить и минусы, хотя их немного. Основные из них – это
- необходимость применять при создании ребер жесткости дополнительную арматуру;
- достаточно существенные трудозатраты, которые нужны для ее изготовления.
- уменьшить общую металлоемкость сварной металлоконструкции, так как ощутимо уменьшают толщину стенок. Таким образом удается понизить ее стоимость, но целиком сохранить механические характеристики;
- помимо этого облегченная конструкция экономична и с точки зрения устройства фундамента, поскольку после снижения общей массы можно использовать фундамент под БМЗ (быстровозводимые здания).
Чтобы найти двутавр, подходящий для конкретного случая, требуется произвести некоторые расчеты. Обычно для этого используют таблицы или онлайн калькуляторы. В их основе лежат заданные два параметра: расстояние от одной стены до другой и будущая нагрузка на строительную конструкцию.
Прочность двутавровой балки определяется такими параметрами, как:
- длина,
- метод закрепления,
- форма,
- площадь поперечного сечения.
Большее распространение получили изделия с буквой «Н» в сечении.
Жесткость металлической конструкции двутавра в 30 раз превышает жесткость квадратного профиля, а прочность, соответственно, в 7 раз.
Длина данной металлоконструкции бывает разной, к примеру, в случае ГОСТ 8239-89 это 4 –12 метров, то есть в зависимости от сортамента размеры и вес балки двутавровой отличаются. Помимо длины величина веса определяется толщиной металла и размерами граней. Поэтому для выполнения различных расчетов было введено понятие «вес метра балки двутавровой»
При покупке сварной конструкции обязательно требуется расчет на прочность, а для конкретного использования еще и расчет на прогиб. Грамотный расчет нагрузки на двутавровую балку позволит обеспечить устойчивость конструкции к проектным воздействиям, то есть способность воспринимать их без разрушения.
Нагрузка собственного веса
Чтобы определить в случае необходимости вес двутавровой балки пользуются специальными таблицами, где расписаны ее характеристики, к примеру, габариты, марка стали и т. д. В таблице представлена теоретическая масса 1 м профиля.
балка двутавровая размеры и вес (ГОСТ 8239-89)
Пример расчета двутавра
Предположим необходимо рассчитать вес двутавра № 12 длиной в 3 метра. Согласно таблице условная масса погонного метра данного профиля равна 11,50 кг. Если перемножить полученные значения, то получим величину общей массы – 34,5 кг.
Точнее значение веса сварной металлоконструкции можно посчитать, используя специальные онлайн калькуляторы.
В калькуляторе выбирают соответствующий номер двутавра и вводят необходимый метраж. Как видите, полученное значение больше рассчитанного нами на 0,12 кг.
Несущая способность
Среди всех типов балок двутавровая имеет наибольшую прочность, более того, она устойчива к температурным перепадам. Допустимая нагрузка на двутавр бывает указана на маркировке, как размер. Чем больше число, указанное в его наименовании, тем большую нагрузку может воспринимать балка.
Любой расчет предполагает изначальное знание размеров прокатного или сварного профиля, его длины и ширины. Проясним смысл значения ширины на примере самой популярной балочной опоры – колонны.
Предположим, что в сечении колонны лежит квадрат со стороной 510 мм, тогда на нее можно будет опереть профиль, для которого ширина не может превышать 460 мм. Это связано с тем, что двутавр придется приваривать к железобетонной подушке, а для сварочных швов понадобится запас, по крайней мере, в 40 мм.
После определения ширины переходят к выбору профиля и расчету нагрузки, воздействующей на профиль. Она представляет собой совокупность воздействий от перекрытия, а также воздействий временного и постоянного характера.
Нагрузку, выражающую величину нормативной нагрузки, собирают на длину 1 м профиля.
2.4. Общий порядок расчета балки
Но, расчет несущей способности двутавровой балки предполагает учет другого воздействия. Чтобы получить расчетную нагрузку, рассчитанное нормативное воздействие умножается на так называемый коэффициент прочности по нагрузке. Остается к результату прибавить уже подсчитанную массу изделия и найти его момент сопротивления.
Полученных данных достаточно, чтобы из сортамента подобрать профиль, необходимый для изготовления сварного профиля. Как правило, с учетом прогиба конструкции рекомендуется выбирать профиль выше на два порядка.
Сварная металлическая конструкция должна использовать примерно 70–80% от максимально допустимого прогиба.
Усиление
Если несущая способность двутавра оказывается недостаточной, то возникает необходимость ее усиления. Для различных элементов сварной конструкции этот вопрос решается по-разному.
К примеру, для элементов, воспринимающих нагрузки типа растяжения, сжатия или изгиба, используют такой вариант усиления: увеличивают сечение, иначе говоря, повышают жесткость, скажем, приварив дополнительные детали.
Теоретически – это один из лучших вариантов усиления, однако, при его реализации не всегда удается получить требуемый результат. Дело в том, что элементы в процессе сварочных работ нагреваются, а это несет за собой уменьшение несущей способности.
В какой степени можно ожидать такого понижения зависит от размеров двутавра и режима и направления сварочных работ. Если для продольных швов максимальное понижение оказывается в пределах 15%, то для швов в поперечном направлении оно может достичь и 40%.
Поэтому при усилении двутавра под нагрузкой категорически запрещено накладывать швы в направлении, поперечном к элементу.
Расчетно и экспериментально было доказано, что оптимального результата усиления под нагрузкой можно получить при максимальном напряжении в 0,8 Ry, то есть 80% расчетного сопротивления стали, которая была использована для изготовления двутавра.
Расчет стальной прокатной балки.
Стр 1 из 2Следующая ⇒
Исходные данные:
Тип балочной клетки – упрощенный.
Шаг главной балки=1,4м.
Пролет главной балкиl=6,8м.
Тип конструкции перекрытия А.
Нормативная пролетная нагрузка
Допустимый прогиб
Требуется произвести расчет главной балки прокатного двутаврого сечения
по первой и второй группе предельных состояний.
Как правильно произвести расчеты металлической балки?
Выполнить эскиз сечения
балки и узел опирания.
Общие исходные данные для решения задачи.
1. Коэффициент условия работы =0.9
2. Коэффициент надежности по назначению здания =0.95
3. Материал: сталь, марки ВСт3nс6-2
4. Модуль упругости прокатной стали Е=2.06*105Мпа
Решение
1.Составляеться конструктивная и расчетная схема балки.
2. Подсчет нагрузок на балку. Определение силовых факторов. Грузовая
площадь приходящаяся на один метр длины балки.
Сбор нагрузок на 1 м длины балки
Вид нагрузки | Подсчет | Нормативная нагрузка, Па | Коэффициент надежности по нагрузкам | Расчетная нагрузка |
Постоянные (от перекрытия) 1. От паркета дубового | ![]() ![]() | 190,4 | 1,2 | 228,48 |
2. От мастики битумной | ![]() ![]() | 44,1 | 1,2 | 52,92 |
3. От цементно-песчаной стяжки | ![]() ![]() | 1,3 | ||
4. От звукоизоляции | ![]() ![]() | 79,8 | 1,2 | 95,76 |
4. От ж/б плиты | ![]() ![]() | 1,1 | ||
5. Собственный вес двутавра балки (I 45) | ![]() | 1,05 | 698,25 | |
Итого постоянные | ![]() | 7139,3 | 7963,41 | |
Временные Полезная на перекрытие | ![]() | 1,2 | ||
Полная | 14139,3 | 16363,41 |
Определение силовых факторов:
а) расчетный изгибающий момент и поперечная сила от расчетных нагрузок
б) расчетный изгибающий момент и поперечная сила от нормативных нагрузок
3.Марка стали: сталь ВСт3пс6-2
4. Требуемый момент сопротивления балки:
5. Принимаем двутавр №30.
h=300мм – высота сечения
— момент сопротивления сечения
— момент инерции сечения
Масса 1 м длины двутавра 36,5к
6. Проверяется достаточность высоты подобранного двутавра
Условиевыполняется.
7. Масса 1м длинны подобранного двутавра и масса 1м длины предварительно
принятого не совпадают, требуется пересчет.
Сбор нагрузок на 1 м длины балки
Вид нагрузки | Подсчет | Нормативная нагрузка, Па | Коэффициент надежности по нагрузкам | Расчетная нагрузка |
Постоянные (от перекрытия) 2. От паркета дубового | ![]() ![]() | 190,4 | 1,2 | 228,48 |
2. От мастики битумной | ![]() ![]() | 44,1 | 1,2 | 52,92 |
3. От цементно-песчаной стяжки | ![]() ![]() | 1,3 | ||
4. От звукоизоляции | ![]() ![]() | 79,8 | 1,2 | 95,76 |
4. От ж/б плиты | ![]() ![]() | 1,1 | ||
5. Собственный вес двутавра балки (I 30) | ![]() | 1,05 | 383,25 | |
Итого постоянные | ![]() | 6839,3 | 7648,41 | |
Временные Полезная на перекрытие | ![]() | 1,2 | ||
Полная | 13839,3 | 16048,41 |
Определение силовых факторов:
8. Проверка прочности подобранного двутавра:
Условие выполняется.
9.Проверка жесткости подобранного двутавра
Предполагаемый абсолютный прогиб проектируемой балки
Условие выполняется.
12Следующая ⇒
|
Определение несущей способности железобетонной балки
Определение несущей способности ж/б балки без арматуры в сжатой зоне
Дано:
железобетонная балка длиной 4.5 м, высотой h = 30 см, шириной b = 240 мм из бетона марки М300, что соответствует классу В22.5. Балка армирована арматурой класса А-III (A400), двумя стержнями диаметром 18 мм снизу. В качестве крупного заполнителя использовался гранитный щебень (в итоге имеем тяжелый бетон)
Требуется определить:
какую равномерно распределенную нагрузку выдержит такая балка при условии шарнирного закрепления на опорах.
Решение:
Алгоритм расчета в этом случае выглядит следующим образом: сначала определяется высота сжатой зоны бетона, затем — значение момента, а после этого можно определить значение нагрузки. Ну а теперь подробнее:
1. Определение пролета балки
Так как длину опорных участков балки желательно принимать не менее h/2, то в нашем случае расчетный пролет составит l = 4.5 — 0.3 = 4.2 метра.
2. Определение прочностных характеристик
Расчетное сопротивление арматуры растяжению мы можем сразу принять по соответствующей таблице Ra = 3600 кг/см2. В таблицах расчетное сопротивление бетона класса В22.5 не приводится. Однако ничего не мешает нам определить это значение интерполированием:
Rb = (11.5 + 14.5)/2 = 13 МПа или 13/0.0981 = 132.5 кг/см2
а с учетом различных коэффициентов, учитывающих возможную длительность действия нагрузки, повторяемость нагрузок, условия работы бетона и др. мы для надежности примем Rb = 132.5·0.8 = 106 кг/см2.
Два стержня арматуры диаметром 18 мм имеют площадь Аs = 5.09 см2. Это можно определить как непосредственно из формулы А = пd2/4, так и по таблице.
3. Определение относительной высоты ho
Если ho нам не известно, то из конструктивных соображений в данном случае защитный слой бетона а ≥ 1.8 см, соответственно ho ≤ 30 — 1.8 — 0.9 ≤ 27.3 cм. Для дальнейших расчетов примем значение ho = 27 cм.
4. Определение высоты сжатой зоны бетона
Согласно формуле 220.6.5 высота сжатой зоны у составляет
(6.5)
тогда
у = 3600·5.09/(106·24) = 7.2024 ≈ 7.2 см
Заодно определим, находится ли данное значение в пределах допустимого
у/ho ≤ ξR
7.2/27 = 0.267 < ξR = 0.531 (для арматуры класса А400)
5. Определение максимального значения момента
Так как согласно формуле 220.6.3
M < Rbbу (h0 — 0,5у)
То значение момента составит
М < 106·24·7.2(27 — 0.5·7.2) = 428613.12 кгс·см
т.е. максимально допустимое значение изгибающего момента составит M = 4286 кгс·м
6. Определение равномерно распределенной нагрузки
Так как
М = ql2/8
то
q = 8M/l2 = 8·4286/4.22 = 1943.46 кг/м
Т.е. имеющаяся балка при условии того, что при ее проектировании и изготовлении были соблюдены все конструктивные и технологические требования может выдерживать нагрузку до 1943 кг/м. Если на балку будут действовать одна или несколько сосредоточенных сил, то заключительная часть расчета будет несколько другой. Тем не менее часто сосредоточенную нагрузку или нагрузки можно привести к эквивалентной равномерно распределенной.
А если в сжатой зоне сечения также имеется арматура и ее влияние на прочность хочется учесть, то алгоритм расчета при этом не меняется, лишь немного усложняются формулы:
Определение несущей способности ж/б балки с арматурой в сжатой зоне
Например у рассчитанной выше балки имеется арматура в сжатой зоне — 2 стержня арматуры диаметром 12 мм. Площадь сечения сжимаемой арматуры составит А’s = 2.26 см2. Расстояние от верха балки до центра тяжести сжатой арматуры примем равным a’ = 3 см. Расчетное сопротивление сжатию составляет Rsc = 3600 кг/см2.
При наличии арматуры в сжатой зоне формула для определения высоты сжатой зоны примет следующий вид:
(282.5)
тогда
у = 3600(5.09 — 2.26)/(106·24) = 4 см
так как у нас у/ho < ξR, то значение максимального изгибающего момента мы будем производить по следующей формуле:
M < Rbby(hо — 0,5у) +RcsA’s(ho — a’) (281.5.2)
M < 106·24·4(27 — 2) + 3600·2.26(27 — 3) = 254400 + 193536 = 447936 кгс·см
Таким образом максимально допустимое значение момента составит примерно М = 4479 кгс·м, т.е. примерно на 4.5% больше, чем при расчете без учета арматуры в сжатой зоне. Соответственно и значение максимально допустимой нагрузки также увеличится на 4.5% или в 1.045 раза и составит
q = 1943.46·1.045 = 2031 кг/м
Вот собственно и весь расчет. При этом стоит ли при расчете учитывать наличие арматуры в сжатой зоне сечения или нет — решать вам.
2.2 Проверка несущей способности балки
2.2.1 Проверка прочности балки
Подобранное сечение проверяем на прочность по первой группе предельных состояний от действия касательных напряжений по формуле(2.6):
(2.6)
где — наибольшая поперечная сила на опоре;
и
— статический момент и момент инерции
сечения;
—
толщина стенки балки;
— расчетное сопротивление стали сдвигу; определяем по формуле (2.7)
(2.7)
где — предел текучести стали, принимаемый
равным значению предела текучести по
государственным стандартам и техническим
условиям на сталь; принимаем
МПа;
—
коэффициент надежности по материалу
проката ; принимаем
.
Н/мм2=
20,09 кН/см
.
кН/см
<
кН/см
,
условие выполняется.
2.3 Проверка жесткости балки
Проверка второго предельного состояния ведем путем определения прогиба балки от действия нормативных нагрузок при допущении упругой работы материала. Для однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, проверка деформативности производится по формуле (2.8):
,
(2.8)
где — значение нормативной нагрузки на
балку; определяется по формуле с учетом
значений, соответствующих выбранной
балке настила;
кН/м
<
,
т.е. условие жесткости балки удовлетворяется.
3 Расчет главной балки
Проектирование балок составного сечения выполняем в два этапа: на первом этапе компонуем и подбираем сечения, а на втором — проверяем балку на прочность, устойчивость и жесткость.
3.1 Подбор сечения главной балки
3.1.1 Сбор нагрузок.
Подбор
сечения главной балки состоит в
определении размеров поясов и стенки
составной сварной балки, с учетом
заданных технологическим заданием
условий, экономичности, прочности,
устойчивости и технологичности
изготовления. Расчетная схема представлена
на рисунке 3
а — расчетная схема; б — сечение балки
Рисунок 3 — К подбору сечения главной балки
Определяем по формуле (3.1) расчетную погонную нагрузку на главную балку
(3.1)
где и
— коэффициенты надежности по нагрузке
для временной нормативной и постоянной
нагрузок; принимаем по
;
;
—
собственный вес настила;
—
масса 1 м балки настила;
—
собственный вес главной балки,
предварительно принимаемый равным
1 — 2 % нагрузки, приходящейся на балку;
кН/м
Нормативная нагрузка:
кН/м
3.1.2 Определение усилий.
Расчетный изгибающий момент в середине пролета:
(3.2)
кНм
Поперечная сила на опоре:
(3.3)
кН
Определим также нормативный изгибающий момент
(3.4)
кНм
3.1.3 Подбор сечения балки.
Главную балку рассчитываем с учетом развития пластических деформаций. Определяем требуемый момент сопротивления балки по формуле (3.5):
(3.5)
где — расчетное сопротивление материала
главной балки; принимаем
МПа;
с1 — коэффициент, учитывающий упругопластическую работу материала балки; принимаем с1 = 1,1.
см 3
3.1.4 Компоновка сечения главной балки
Компоновку составного сечения начинаем с установления высоты балки.
Предварительно
задаемся высотой балки м
Определяем
толщину стенки по эмпирической формуле (3.6):
(3.6)
мм.
Предварительно принимаем 12 мм
Определяем
оптимальную высоту балки по формуле (3.7):
(3.7)
где — для сварных балок постоянного сечения.
см=1.19м
Определяем минимальную высоту балки по формуле (3.8):
,
(3.8)
где fu — предельный относительный прогиб; для главных балок fu=400.
м.
Окончательно принимаем высоту стенки балки hw=140 см.
Определяем
минимальную толщину стенки из условия работы ее на срез
( 3.9):
(3.9)
где —
при работе на срез без учета поясов
м
Принимаем толщину пояса tf=3см
hb=hw+6=140+6=146см
Окончательно принимаем tw=12мм.
Проверим местную устойчивость стенки главной балки по формуле (3.10):
(3.10)
см
Условие выполняется, следовательно, дополнительного укрепления стенки главной балки продольным ребром не требуется.
Принимаем толщину поясных листов 30 мм.
Вычисляем требуемый момент инерции сечения балки по формуле(3.11):
(3.11)
где hb — принятая высота главной балки.
см4
Высота
стенки балки см;
находим момент инерции стенки
(3.12)
см4
Момент инерции, приходящийся на поясные листы
см4.
Требуемую площадь сечения одной полки определяем по формуле(3.13):
(3.13)
где см
— расстояние между центрами полок.
см2
Ширину полки балки определим по формуле (3.14):
.
(3.14)
см.
Принимаем
см.
см2
Из
условия обеспечения местной устойчивости
(при работе балки в пределах упругих
деформаций) отношение свободного свеса
полки к ее толщине
не должно превышать значений, вычисляемых
по формулам (3.15) и (3.16):
(3.15)
см
с учетом развития пластических деформаций
.
(3.16)
см
Условия выполняются.
Несущая способность — балка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Несущая способность — балка
Cтраница 1
Несущая способность балки будет исчерпана, когда напряжения достигнут предела текучести по всему сечению. [1]
Несущая способность балки будет исчерпана после образования второго пластического шарнира на опоре В, так как балка станет геометрически изменяемой. [2]
Несущая способность балки будет исчерпана, когда напряжения достигнут предела текучести по всему сечению. В этом случае От / граст т гсж и нейтральная ось делит площадь сечения пополам. Так как площадь стенки швеллера 36 — 0, 75 27 еж2 больше половины сечения 53, 4 / 2 26, 7 см2, то нейтральная ось проходят по площади стенки на расстоянии х от верхнего края. [3]
Несущая способность балок в общем случае изгиба при расчете их по методу расчетных предельных состояний обычно определяется по тем же формулам, что и при чистом изгибе. Касательные напряжения при этом могут вычисляться по методу, изложенному выше. [4]
Несущая способность балки, усиленной шпренгелем, должна проверяться на сочетаниях нагрузок, действующих на балку в момент установки шпренгеля ( усилия от натяжения и фактическая нагрузка) и на максимально возможную нагрузку после усиления. [5]
Несущая способность балки должна удовлетворять большему из двух указанных условий, обеспечивающих несущую способность усиленной конструкции по моменту и поперечной силе. [7]
Несущую способность балки необходимо сопоставлять с величиной критического момента МКр, при котором наступает потеря устойчивости. Если МКр меньше несущей способности, тогда М [ из уравнения ( 91) ] является решающим. [9]
Несущую способность балки не-обходимо сопоставлять с величиной критического момента МКр, при котором наступает потеря устойчивости. Если Мкр меньше несущей способности, тогда М [ из уравнения ( 91) ] является решающим. [11]
Увеличение несущей способности балки при предварительном напряжении может быть оценено следующим образом. Сила Р создает в нижнем поясе напряжение т — aR, где a — коэффициент; R — расчетное сопротивление. [13]
Чем определяется несущая способность балки. [14]
После этого несущая способность балки исчерпана. [15]
Страницы: 1 2 3 4
19.Местная устойчивость сжатого пояса балки.
— от действия нормальных напряжений.
Критическое напряжение потери устойчивости пластинки
Нежелательно,
чтобы потеря устойчивости происходила
раньше потери несущей способности балки
по прочности.
Сжатый пояс = пластинка. Потеря устойчивости такой пластины = волнообразное выпучивание ее краев.
—
условие местной устойчивости
—
половина ширины пояса;
Для обеспечения устойчивости пояса при его упругой работе необходимо соблюдать отношение свеса пояса к его толщине.
При
работе пояса с учетом развития пластических
деформаций устойчивость пояса ухудшается
и свес пояса должен быть
а при толстой
стенке, когданаибольшее значение свеса пояса
гдеhо —расчетная высота балки;
20.Местная устойчивость стенки балки. Для чего в балках ставятся поперечные ребра.
Стенка испытывает действие касательных и нормальных напряжений, = потеря устойчивости. Устойчивость стенки = специальные ребра жесткости.
От действия касательных напряжений.
Без ребер жесткости
при которой потеря устойчивости стенки
от действия одних касательных напряжений
раньше потери прочности произойти не
может. Требуется укреплять стенку балки
поперечными ребрами жесткости
при отсутствии
местной нагрузки на пояс балки
при действии
местной нагрузки на пояс балки
Расстояние между
поперечными ребрами жесткости не должно
превышать
Ребра жесткости,
шириной не менее
Ширина каждого
из парных ребер жесткости = не менееТолщина ребер должна быть не менее
Ребра
жесткости привариваю к стенке
односторонними швами.
Поперечные ребра
жесткости →,
Потеря устойчивости стенки балок симметричного сечения от действия нормальных напряжений.
Критическое
напряжение в стенке изгибаемой балки С – степень закщемления стенки в поясе.
Только при=
потеря устойчивости от действия одних
нормальных напряжжений. Стенки таких
балок наряду с поперечными ребрами
жесткости рекомендуется укреплять
дополнительными продольными ребрами
жесткости, располагая их в сжатой зоне
стенки.
21.Несущая способность центрально- и внецентренно-сжатых коротких стержней.
Предельные состояния сжатых жестких стержней определяются развитием пластических деформаций при достижении напряжениями предела текучести, а гибких стержней — потерей устойчивости.
Расчет на прочность центрально сжатых элементов и центрально растянутых стержней: N/Aнт ≤ Rв γ / γв и N/Aнт ≤ R γ.
Проверка устойчивости
стержней, сжатых осевой силой = сравнение
напряжений от расчетных нагрузок и
равномерно распределенных по сечению
с критическими, вычисленными с учетом
начальных эксцентриситетов,
Но и
устойчивость стержней =
Предельные состояния внецентренно растянутых и жестких внецентренно сжатых = по несущей способности по прочности или развитием пластических деформаций, а гибких внецентренно сжатых — потерей устойчивости.
Проверка устойчивости
(изгибная форма потери устойчивости):
где —коэффициент
снижения расчетных напряжений при
внецентренном сжатии, определяется в
зависимости от условной гибкости