Касательные напряжения в поясе рассчитывают, принимая прибли женно, что они равномерно распределяются по высоте стенки балки ниж него или верхнего пояса:
Qi или т, gih
где g 1, g2— соответственно толщина стенки нижнего и верхнего поясов; hi, h2— соот
ветственно высота стенки нижнего и верхнего поясов, принятая от закругления полки до края отверстия.
При расчете поясов нормативными являются напряжения
% и в = / К + ам)2+ З т 2< £ .
В сечении, соединяющем стойку с поясами, или в стыковом шве, сое диняющем планку с поясами, напряжения определяют следующим об разом:
|
от дополнительного изгибающего момента: |
|
|
|
|
°3 1 |
— |
М-31 |
k или о,, = |
м32 |
< k : |
|
|
|
|
1^31 |
|
w„ |
|
|
|
от скалывающего усилия: |
|
|
|
|
|
т« = |
|
Т |
|
; kt или т5= |
|
|
< k t, |
|
gs(b — bt) |
g3 (b — b2) |
|
|
' |
|
|
где W2U W22 — соответственно момент сопротивления сечения |
стойки или планки на |
|
ребре нижнего или верхнего |
пояса; |
gз — толщина |
стенки |
или |
соединительной планки. |
При расчете напряжений в сечении стойки полученные значения к или kt необходимо сравнивать с нормативными соответственно для ос новного металла и металла сварного шва.
При расчете стоек нормативным является приведенное напряжение, рассчитанное по принципу, установленному для поясов.
При расчете швов формула для приведенного напряжения приобре тает следующий вид:
-У(ч |
+ 3 т 2<1,1&, |
м |
■'прив V i s |
|
где s — редукционный коэффициент, принятый для стыковых швов; k — допускаемое на пряжение для стали.
Если пояса имеют одинаковое сечение и жесткость, а планки симмет ричны относительно нейтральной оси балки, то проверка напряжений упрощается. В этом случае нормальные напряжения в поясах равны:
а = |
М |
Qh0 |
M-{-Qc |
Mj |
к о b s |
4W0 |
|
we |
|
|
W0 = W 1: ^2
c ==
4W0
Mi=M+Qc,
где F0 — площадь поперечного сечения пояса; h, — расстояние между центрами тяже-
сти поясов; ft0 — длина края отверстия (bo=bi = b2); — момент инерции перфориро ванного сечения (ослабленного); М — приведенный изгибающий момент в перфориро ванной балке.
Наибольший изгибающий момент и координату сечения, в которой он действует, можно легче всего рассчитать с помощью линии влияния этого момента. Построение линии влияния поясняет рис. 9-38. Для ба лок с изменяющимся вдоль ее длины сечением величина с переменная.
Рис. 9-38. Построение линии влияния приве денного изгибающего момента однопролет ной перфорированной балки
Прогиб в центре пролета перфорированной балки рекомендуется рассчитывать как для балок со сплошными стенками, вводя повышаю щий коэффициент
/= 1 ,1 5 /р< 7 Я0П,
где fP— прогиб балки со сплошными стенками и постоянным сечением.
Некоторые проблемы, связанные с потерей устойчивости плоской формы изгиба таких балок, рассмотрены в работах [56] и [130].
9.5. КОНСТРУКЦИИ, ПОДКРЕПЛЕННЫЕ ЗАТЯЖКАМИ (ШПРЕНГЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ]
Балки, подкрепленные затяжками, в строительстве нашли примене ние прежде всего там, где большой пролет требовал расчета балок на прогиб. Запроектированные в этих условиях прямые балки имели бы неэкономичное сечение и сравнительно большую конструктивную высоту.
|
в) |
|
|
Ф |
|
Рис. 9-39. Распределение сил |
Рис. 9-40. Балка, подкреплен |
в балке, подкрепленной за |
ная затяжкой |
тяжкой |
а —со многими |
стойками; б —со |
|
стойками |
и раскосами |
Балки, подкрепленные затяжками, имеют следующие достоинства: небольшую массу — в среднем на 15% меньше массы балок со сплош
ными стенками с такой же несущей способностью; более простую конструкцию, чем конструкция решетчатых ферм.
Перечисленные достоинства являются причиной того, что балки, под крепленные затяжками, применяются в строительстве в качестве стро пил, подкрановых балок, балок помостов, пешеходных мостиков и ферм мостов с небольшими пролетами.
Конструкция балки, подкрепленной затяжкой (рис. 9-39), состоит из жесткой балки (верхний пояс), стойки или стоек и затяжки (нижнего пояса). Затяжка работает только на растяжение, стойки сжаты, а верх ний пояс подвергается сжатию и изгибу. Ось затяжки пересекает на опо ре нижний край верхнего пояса, так как такое расположение затяжки увеличивает жесткость балки. Балки, подкрепленные затяжкой, приме няются с одной или несколькими стойками (рис. 9-40, а). Балки с одной стойкой имеют большую жесткость при несимметричной нагрузке, чем балки с несколькими стойками.
С целью увеличения жесткости балок с несколькими стойками при несимметричной нагрузке в их центральном поле применяют раскосы, которые укрепляют всю систему и при односторонней нагрузке уменьша ют деформацию балки.
Применение систем, подкрепленных затяжкой, позволяет использо вать прокатные балки небольшой высоты для ферм, выдерживающих большие нагрузки. При небольшой высоте балки нет необходимости учи тывать местную устойчивость стенки, что упрощает изготовление балок.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А й н б и н д е р С . |
Б., Р а с т р и г и н а |
Е. Ф. Холодная точечная сварка тонкого |
листового металла. «Сварочное производство», 1963, № 7. |
|
|
2. А з о р о в Б . , |
Л и т в и н о в |
В. Полуавтоматическая шланговая сварка точечных |
угловых швов. «Автогенное дело», 1952, № 12. |
|
|
|
|
3. |
Б а л д и н В. А., |
Г о л е н к о Г. Г., П и щ и к о в В. Г. Стальные гнутые профили |
для строительства. «Строительная промышленность», 1956, № 3. |
Metalliques |
4. |
В a z il е А., Т е х i е г J. |
Essais de poutres |
ajourees. |
«Construction |
СТ1СМ», 1968, nr. 3. |
|
|
U. |
О spawalnosci stall budowlanych ksztaltowanych na |
5. |
B e c k e r t |
M., F r a n z |
zimno. «Przeglad Spawalnictwa», 1963, nr. 11. |
konstrukcji salowych. «Przeglad Budow- |
6. |
В i b i 11 о |
A. |
Nowy sposob |
spawania |
lany», |
1957, nr. 1. |
E. И. |
Пути развития стальных |
каркасов |
промышленных |
зданий. М., |
7. Б e л e н я |
Госстройиздат, 1952. |
F i s h е г G. |
Interaction of column and local buckling in compres |
8. |
B i j l a r d |
Р., |
sion members. NACA Technical Note 2640, Washington, 1952. |
|
|
9. |
В 1 e i c h H., |
В 1 e i c h F. |
Biegung, Drillung und Knickung von Staben aus diinnen |
Wanden. Vorbericht zum 2 Kongress der Internationalen Vereinigung fiir Briicken und Hochbau, Berlin, 1936.
10. |
B l e i c h |
F., |
R a m s e y |
L. B. |
Buckling strength of metal structures. Me Graw |
Hill Book Company, New-York-Toronto-London, 1952. |
|
|
|
11. |
B o g u c k i W. Budownictwo |
stalowe «Arkady». Warszawa, 1967. |
|
|
12. |
B o l e y |
S.A |
procedure |
for the approximate analysis of buckled |
plates. «Journal |
of the Aeronautical Sciences», |
1955, nr. 5. |
|
|
|
|
13. Б о н д a p e н к о А. Д., |
Б e к к e p А. Г., З а й ц е в Е. И. Изготовление ферм из |
тонкостенных гнутых профилей. «Промышленное строительство», 1964, № 4. |
|
14. |
B o r n s c h e u e r |
F. |
Systematische |
Darstellung des Biegeund |
Verdrehungsvor- |
ganges |
unter |
besonderer |
Beriicksichtigung |
der Volbkrafttorsion. «Der |
Stahlbau», |
1952, |
nr. 1; 2. |
|
|
|
F. Beispiel und Formelsammlung zur Spannungsberectmung |
15. |
B o r n s c h e u e r |
diinnwandiger |
Stabe |
mit |
wolbbehindertem |
Querschnitt. «Der Stahlbau», 1952, nr. 12; |
1953, nr. 2. |
P. |
Supports metalliques remplies de beton. «Acier Stahl Steel», |
1957, nr. 9. |
16. |
B o u e |
17. |
B o z z a r e l l i |
A. |
Applications |
de l’acier dans l’agriculture. «Acier Stahl |
Steel», |
1956, nr. 7/8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1953, nr. 10. |
18. |
В r a u n O. Ausstellungshallen in Stahlleichtbauweise. «Der Stahlbau», |
19. |
В r 6 d k a |
J. Ztacza |
spawane |
prefabrykatow zelbetowych. «Biuletyn |
Techniczny |
Biur Projektow Budownictwa Przemyslowego», 1956, nr. 11.
20.В r 6 d k a J. Kierunki rozwoju profilow dla lekkich konstrukcji stalowych. «Budow nictwo Przemyslowe», 1957, nr. 5.
21.B r o d k a J. Zastosowanie w budownictwie stalowym profilow ksztaltowanych na zimno. — «Inzynieria i Budownictwo», 1957, nr. 12.
22.B r o d k a J. Porownanie dwoch metod obliczania prgtow sciskanych osiowo, wykonanych z profilow cienkosciennych. «Inzynieria i Budownictwo», 1958, nr. 6.
23.B r o d k a J. Lekkie stropy i stropodachy. «Biuletyn Techniczny Biur Projektow Budownictwa Przemyslowego», 1958, nr. 7/8.
24.B r o d k a J. Obliczanie prgtow sciskanych mimosrodowo, wykonanych z profilow
cienkosciennych. «Inzynieria i Budownictwo», 1959, nr. 1.
25.В ro d к a J. Zl^cza srubowe w lekkich konstrukcjach stalowych. «Inzynieria i Budownictwo», 1959, nr. 8.
26.В r 6 d к a J. Uwagi do PN-56/B-03200 w sprawie obliczania prgtow sciskanych
mimosrodowo. «Inzynieria i Budownictwo», 1961, nr. 5.
27. B r o d k a J. Mozliwosci stosowania ksztaltownikow profilowanych na zimno z blach w budownictwie stalowym. «Biuletyn Techniczny Biur Projektow Budownictwa
Przemyslowego», |
1962, nr. 2. |
|
|
|
|
28. |
B r o d k a |
J. Nosnosc nadkrytyczna belek cienkosciennych о przekroju skrzynko- |
wym z |
uwzglgdnieniem odksztalcen |
scianek. |
«Inzynieria i Budownictwo», |
1962, nr. 9. |
29. |
B r o d k a |
J. Przyblizone |
i |
dokladne |
metody obliczenia zwichrzenia |
belek. «In |
zynieria i Budownictwo», 1963, nr. |
1. |
|
|
|
30.B r o d k a J. Przeglqd konstrukcji przemyslowych z ksztaltownikow gigtych. «In zynieria i Budownictwo», 1963, nr. 8/9.
31.B r o d k a J. Wytyczne wymiarowania konstrukcji stalowych z ksztaltownikow
gigtych. Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa, 1966.
32. B r o d k a |
J. |
Tablice do obliczania nosnosci |
zgrzein punktowych zgodnie |
z |
PN/B-03202 (projekt». Instytul Techniki Budowlanej. Express-informacja |
о pracach nau- |
kowo-badawczych, 1966, nr. 5 |
K., Z i e l i n s k i |
T. Konstrukcja |
33. B r o d k a |
J., |
C z y z e w s k i E . , L y p a c e w i c z |
hali przemyslowej z ksztaltownikow gigtych. «Inzynieria i Budownictwo», |
1965, nr. 5, |
7. |
34. B r o d k a |
J., |
G o r j a c z k o w s k a E. Wymiarowanie sciskanych |
osiowo prgtow |
wykonanych z cienkosciennych ksztaltownikow profilowanych na zimno. Instytut Techniki Budowlanej. «Biuletyn Informacji Naukowo-Technicznej». Warszawa, 1967, nr. 24.
35. B r o d k a J., K l o b u k o w s k i J . Zastosowanie ksztaltownikow gigtych do budowlanych konstrukcji stalowych w praktyce krajowej. Ksigga konferencyjna «Konstrukcje
lekkie». Warszawa, |
1966. |
J. Zagadnienia stosowania konstrukcji stalowych z |
36. |
B r o d k a |
J., K l o b u k o w s k i |
ksztaltownikow gigtych. Ksigga konferencyjna. Sympozjum |
RWPG. Warszawa, 1968. |
37. |
B r o d k a |
J., L u b i n s к i M. |
Kierunki rozwoju |
produkcji ksztaltownikow cien |
kosciennych profilowanych na zimno oraz ich zastosowanie w budownictwie. «Biuletyn
Informacyjny. Osrodek |
Informacji |
Technicznej |
i Ekonomicznej |
w Budownictwie», |
1961, |
ПГ. |
1. |
V |
|
V. |
|
|
|
// |
konstrukcji metalowych. |
«Arkady», |
Warsza |
|
38. |
B r e z i n a |
|
Statecznosc prgtow |
wa, |
1966. |
|
|
Vzperna unosnost kovovych konstrukci. Statni Nakladatelstvi Tech- |
39. |
В f e z i n a V. |
nicke Literatury. Praha, |
1963. |
entre les toles d’acier et la beton dans les planchers |
40. |
B r y l |
S. Effet de |
liaison |
metalliques mixtes. «Acier Stahl Steel», 1967, nr. 10. |
|
|
|
|
|
|
41. |
B r z o s k a |
Z. |
Statyka i |
statecznosc |
konstrukcji |
prgtowych |
i cienkosciennych. |
PWN. Warszawa, 1965. |
|
R. |
Kleje |
do metali i technologia klejenia. «Przeglad Spawalnict- |
|
42. |
В r z о z о w s к i |
wa», |
1960, nr. |
11. |
|
|
T h i e 1 e A. Stahlhochbau. cz. II. B. G. Teubner. Stuttgart, |
1967. |
|
43. |
B u c h e n a u H., |
|
44. |
B i i r g e r m e i s t e r |
G., |
S t e u p |
H. |
Stabilitatstheorie |
mit |
Erlauterungen zu |
DIN 4114. Akademie Verlag. Berlin, 1957, 1963. |
|
|
тонкостенных |
конструк |
|
45. |
Б ы ч к о в |
Д . |
В. Строительная механика стержневых |
ций. М., Госстройиздат, 1962. |
en profiles |
a froid «Acier Stahl Steel», 1960, |
nr. 3. |
|
46. |
C a i r o n i |
М. Realisations |
|
47. |
C h i 1 v e r A. The stability and strength of thinwalled steel struts. «The Engineer», |
1953, str. 180. |
|
E. Die |
Kippstabilitat gerader Trager |
mit doppelsymmetrischem |
I — |
|
4 8 . C h w a 11 a |
Querschnitt. «Forschungshefte aus dem Gebiete des Stahlbaues», 1939, nr. 2. |
|
|
49. C h w а 11 a E. Einige Ergebnisse der Theorie des aussermitting gedriickten Stabes mit diirmwandigem offenem Querschnitt. «Forschungshefte aus dem Gebiete des Stahl-
baues», |
1943, nr. 6. |
|
Kippung von Tragern mit einfach — symmetrischen |
diinnwandigen |
50. C h w a 11 a E. |
und offenen Querschnitten. Sitzungsbericht Akademie Wissenschaft, Wien, |
1944. |
51. |
C h w a l l a |
E. Dber die Kippstabilitat querbelasteter Druckstabe mit einfachsym- |
metrischen Querschnitt. Federhofer—Girkmann |
Festschrift. Wien, 1950. |
|
52. |
С о 1 e 11 a |
G. |
Pour |
l’industrialisation |
des constructions metalliques. «Acier Stahl |
Steel», |
1957, nr. 5. |
|
А. С. |
Технология изготовления стальных конструкций. М., Строй- |
53. |
Ч е с н о к о в |
издат, |
1944. |
|
|
|
|
|
54.Das Kleben von Stahl. Merkblatt Nr 382. Beratungsstelle fur Stahlverwendung. Diisseldorf.
55.Das Profilstahlrohr im Fensterund Tiirenbau. Merkblatter tiber sachgemaSe Stahl
verwendung Nr 300. Beratungsstelle fur Stahlverwendung. Diisseldorf.
56. D e 1 e s q u e s R. Stability des montants de poutres ajourees. «Construction Me talliques СТ1СМ», 1968, nr. 3.
57. D § b i e c J. Hala magazynu saletrzaku. «Przeglqd Spawalnictwa», 1956, nr. 5.
58.DIN 4115. Stahlleichtbau und Stahlrohrbau im Hochbau. Richtlinien fur die Zulassung, Ausfiihrung, Bemessung 1950. Enfwurf, 1969.
59.D о b г о w о 1 s k i Z. Podr§cznik spawalnictwa. PWT. Warszawa, 1953.
60.D о n a t h W. Einsatz von WIG—Automatenschweifibrennern zum Punktschweifien. «ZIS Mitteilungen», 1967, nr. 8.
61.Dossier technique Stran-Steel. Vallourec. Paris, 1957.
62. |
D r w i § g a |
S. Konstrukcja hali walcowni. «Przeglqd |
Spawalnictwa», |
1956, nr. 5. |
63. |
D u C h a t e a u s . Structures spatiales. «Cahiers du |
Centre d’Etudes |
Architectu- |
rales», |
1967, nr. 2. |
Herstellen von Wabentrager durch zahnstangenformige Brennschnit- |
64. E b e r l e W. |
te. «Praktiker Schweifien und Schneiden», 1966, nr. 9.
65. Einflufi der Art der Kaltverformung auf die kiinstliche Alterung bei der Kerb-
scyagzahigkeitspriifung allgemeiner Baustahle. «Der Stahlbau», |
1968, nr. 1. |
|
66. |
Fо r t h 1 |
A. |
I. |
Physical |
metallurgy |
of |
stress corrosion |
fractures. Int. New |
York, 1959. |
T. |
Zagadnienia |
wytwarzania |
lekkich |
konstrukcji stalowych. — Biuletyn |
67. |
G a j e k |
Branzowy ZKSiUP «Mostostal», 1966, nr. 4, Warszawa. |
Societe |
Cros |
(Madrid). |
«Acier |
68. |
G a r c i a |
J |
Halle a superphosphates |
de |
la |
Stahl Steel», 1967, nr. 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
69. |
Г е л ь м а н |
А. «Технология контактной электросварки». M., Машгиз, 1952. |
70. |
G i 11 е s s e n Р. J. Le calcul des |
profiles a |
froid a parois minces, utilises |
dans les |
constructions en acier. «Acier Stahl Steel», |
1963, nr. 10. |
|
|
|
|
71. |
G i r ' k ma n n K. |
Dzwigary powierzchniowe. «Arkady». Warszawa, 1957. |
72. |
Г о л е н к о |
Г. |
Г. Экспериментальные исследования |
сварных ферм |
пролетом |
30 м и сжатых стержней из гнутых профилей. Исследования по стальным конструк
циям. М., Госстройиздат, 1962.
73. G о о d i е г J. The buckling of compressed bars by torsion and flexure. «Cornell University. Engineering Experiment Station. Bulletin 27». Ithaca, 1941.
74. G о о d i e r J. Flexural—torsional buckling of bars of open sections under ben ding, eccentric thrust or torsional loads. «Cornell University. Engineering Experiment Sta
tion. Bulletin 28». Ithaca, 1942. |
|
|
|
|
|
|
75. |
G r e g o r |
A. |
Der praktische Stahlbau. Berechnung dtr statisch bestimmten Trag- |
werke. VEB Verlag fur Bauwesen. Berlin, 1961. |
|
|
из легких сплавов. |
76. |
Г р и г о р ь е в |
В., Г о л д о в с к а я |
P. Клепка конструкций |
Варшава, изд-во Мин. нар. обороны, 1957. |
Fachwerkkonstruktionen |
(DPa). «Der |
Stahl |
77. |
H a c k e r |
Н. |
Neuartige |
geschweifite |
bau», 1954, nr. 11. |
|
|
|
aus |
kaltgewalzten Stahlprofil. «Der Stahlbau», 1956, |
nr. 7. |
78. |
Hallenkonstruktion |
79. |
H e n n W. |
Bauten |
der |
Industriebau. t. II. VT der Verlag Technik. Berlin, |
1959. |
80. |
H e n г i о n |
E. |
Une |
charpente metallique pour |
le |
complexe scolaire. «Acier |
Stahl |
■Steel», |
1968, nr. 1. |
Neuartige |
Deckenkonstruktionen |
im |
Stahlskelettbau. «Der Bauinge- |
81. |
H e r k e |
F. |
nieur», |
1955, nr. 8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
