Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Констр. схемы балок с гибкой стенкой, гофр. стенкой, перф. стенкой



Плоская стенка в такой балке теряет устойчи­вость в начальной стадии нагружения, приобретая вторую устойчи­вую форму - в виде наклонно гофрированной (у опор, где преобла­дает сдвиг) либо вспорушенной ( в зонах с преобладающими напря­жениями сжатия) поверхности. После снятия нагрузки эти деформа­ции стенок, называемые часто «хлопунами», исчезают. Уменьшение относи­тельной толщины стенки Aw = hw/twB 2...3 раза приводит к сниже­нию расхода металла на стенку на 25...35% и к концентрации метал­ла в поясах, что выгодно по условиям работы на изгиб.

Применение балок с очень тонкими стенками уместно при ста­бильном направлении действия статических временных нагрузок, поскольку работа таких балок при переменных по направлению под­вижных и динамических нагрузках еще недостаточно изучена.

Особенности работы конструкции балок.На первой стадии ра­боты балки ее гибкая стенка остается плоской, как и в обычной бал­ке. Но по протяженности эта стадия работы коротка и заканчивается потерей устойчивости стенки, т.е. переходом в закритическую ста­дию работы с появлением «хлопунов».

В закритической стадии работы уже не соблюдается линейная зависимость между деформациями стенки и нагрузкой. Развиваются зоны выпучивания стенки с образованием растянутых складок, на­тяжение которых вызывает местный изгиб поясов балки, а также сжатие поперечных ребер жесткости и изгиб опорных ребер в плос­кости стенок. Эта стадия завершается достижением напряжениями предела текучести σy либо в от­дельных точках стенки, либо в поясах (или одновременно).

В третьей стадии развивают­ся пластические деформации в стенке и в поясах. Нарастает прогиб балки; интенсивность роста прогиба к концу этой ста­дии резко повышается и в отсеках балки образуется пластический механизм - балка приходит в предельное состояние с появлением чрезмерных остаточных дефор­маций. При дальнейшем, даже незначительном, возрастании нагруз­ки балка теряет несущую способность

По статической схеме балки с гибкой стенкой могут быть раз­резными и неразрезными, а по очертанию - постоянной или пере­менной высоты. Применяют такие балки в качестве прогонов, стропильных и подстропильных конст­рукций пролетом 12...36 м с соотношением постоянных и временных нагрузок 1/1,5... 1/2, балок жесткости комбинированных балочно-вантовых систем, балок-стенок бункеров, стенок крупногабаритных вентиляционных коробов, газоводов и т. п.

Толщину гофрированных стенок принимают в пределах 2...8 мм, что обеспечивает им все преимущества, определяемые тонкостенностью. В изготовлении стенок появляется дополнительная технологи­ческая операция - гофрирование - и несколько осложняется сварка поясных швов, но уменьшение толщины стенки и исключение зна­чительного числа ребер жесткости приводят в конечном счете к снижению трудозатрат на изготовление балок на 15...25%. По трудо­емкости изготовления и расходу металла балки с гофрированной стенкой выигрывают и у балок с гибкой стенкой благодаря резкому снижению числа ребер жесткости, повышенной крутильной жестко­сти балок и высокой местной устойчивости стенки.



Балки с гофрированной стенкой дольше работают в упругой ста­дии, чем балки с гибкой стенкой той же толщины, вплоть до потери устойчивости стенки. Пояса балок с гофрированной стенкой также работают в лучших условиях, по­скольку они не испытывают изгиба в плоскости стенки. Деформативность балок с гофрированной стенкой на 15...20 % ниже, чем у балок с гибкой стенкой с теми же параметрами.

Предельное состояние балки с гофрированной стенкой, как пра­вило, наступает с потерей местной устойчивости стенки под дейст­вием местных сосредоточенных сил, если не установлены ребра же­сткости под ними. Балки с гофрированными стенками проектируют обычно двутав­рового сечения с поясами из листов, причем здесь не требуется по­вышенная жесткость поясов на изгиб и кручение (в отличие от ба­лок с гибкой стенкой); сечение поясов может быть достаточно раз­витым по ширине и переменным по длине в соответствии с очерта­нием эпюры изгибающих моментов, что обеспечивает дополнитель­ную экономию металла.

Стенка прокатного двутавра (швеллера) разрезается по зигзагообразной ломаной линии с регу­лярным шагом с помощью газовой резки или на мощных прессах, и затем обе половины разрезанной балки соединяются сваркой в со­вмещенных между собой выступах стенки. Конечный ре­зультат приводит к увеличению высоты балки и позволяет перерас­пределить материал сечения, концентрируя его ближе к периферий­ным волокнам (полкам) и существенно повышая такие геометриче­ские характеристики сечения, как момент инерции и момент сопро­тивления. Образуется своеобразная конструктивная форма - балка с окнами в стенке.



Изменение высоты исходного сечения в полтора раза повышает примерно во столько же его момент сопротивления и почти вдвое -момент инерции. Малоиспользуемая часть сечения стенки в цен­тральной зоне как бы изымается ( 35...40 % материала стенки), что для большинства балок не представляет какой-либо опасности. Рас­ход металла в таких балках на 20...30 % меньше, чем в обычных про­катных балках, при одновременном снижении стоимости на 10... 18%. Дополнительные затраты труда на разрезку и сварку исход­ного проката невелики: в сравнении со сварными составными дву­таврами по трудоемкости изготовления перфорированные балки на 25...35 % эффективнее за счет сокращения объема сварки и значительно меньшей трудоемкости опе­раций обработки.

Отверстия в стенке меняют картину напряженного со­стояния в сечениях балки. Если распределение нормальных напря­жений в поясах балки по середине отверстия близко к линейному, то в угловых зонах у отверстий эпюры нормальных напряжений криволи­нейны, что вызвано концентрацией напряжений.

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!