Підсилення головної балки листами

Рис. 5 – Розрахункова схема головної балки

3.3.1. Навантаження на балку.

Якщо в прольоті балки більше трьох сил, то можна приймати навантаження рівномірно розподіленим

кН/м

кН/м.

Зусилля від навантаження після реконструкції:

кН×м,

кН×м,

кН.

3.3.2. Момент, який повинно сприймати підсилення:

кН×м.

Потрібний момент опору підсилення:

см³.

Рис. 6

3.3.3. Попередньо приймаємо загальну висоту головної балки після підсилення – Н + 4 см.

Тоді потрібний момент інерції підсилення

см⁴.

Попередньо приймаємо товщину листа підсилення – мм = = 2,0 см, а ширину листа – 36 – 2 × 1 = 34 см.

Тоді потрібна площа листа підсилення:

см².

Уточнюємо потрібну товщину листа:

см.

Приймаємо за сортаментом смугової сталі (табл. 4 Додатку 2) товщину листа 20 мм і перерахуємо геометричні характеристики балки:

см⁴,

см⁴;

см³.

3.3.5. Перевірку міцності підсиленої балки виконуємо за критерієм розвинутих пластичних деформацій як для елементу IV класу (норма пластичних деформацій ) з коефіцієнтом (п. 4.8, 4.22 і 4.24 [4]).

несуча здатність за моментом підсиленого перерізу за формулою (45) [4]:

;

де А_с і А_р – площі стиснутої і розтягнутої зон перерізу підсилюваного елемента;

А_rс і А_rр – площі стиснутого і розтягнутого підсилення;

У_с і У_р – відстані від центру тяжіння стиснутих і розтягнутих площ підсилюваного елемента до центральної осі елемента (див. рис. 6);

У_rс і У_rр – відстані від центру тяжіння на стиснутих і розтягнутих площ підсилення до центральної осі елемента;

співвідношення розрахункових опорів сталі підсилення і балки.

Для симетричного підсилення при

см².

см².

см.

;

кН×см = 4189,4 кН×м.

кН×см кН×м,

де коефіцієнт впливу поперечних сил при (для середини прольоту поперечна сила близька до нуля).

Виконуємо перевірку жорсткості підсиленого перерізу

.

Міцність і жорсткість підсиленої балки достатні.

3.3.6. Визначаємо відстань від лівої опори балки до підсилення:

.

х ₁ = 2,76 м; х ₂ = 13,24 м; х ₁ + х ₂ = L.

Приймаємо прив’язку підсилення від опори:

м,

де 0,3 м – конструктивний розмір, що забезпечує повне включення підсилення в роботу.

Довжина елемента підсилення:

м.

3.3.7. Потрібна товщина стінки балки при збільшенні навантаження:

см = 9,8 мм,

де кН/см².

Потрібна товщина підсилення стінки листом:

мм.

Мінімальна конструктивна товщина листа – 4 мм за умови недопущення його жолоблення. Ширину листів підсилення приймемо за умови не менше ніж см. Візьмемо за сортаментом листи 4 х 560 мм.

3.3.8. Стінка існуючої балки спроможна сприймати граничну поперечну силу:

кН.

Визначимо потрібну довжину підсилення

Рис. 7

За подібності трикутників на епюрі „ Q ”:

;

м.

Прив’язка елемента підсилення стінки до опори:

1,43 + 0,3 = 1,73 м.

Конструктивно приймаємо довжину підсилення на 1 панель проміж ребрами жорсткості – 2 м.

3.3.9. Виконаємо розрахунки зварних швів прикріплення накладних листів до полок двотавра.

Статичний момент листа підсилення:

см³.

Зсуваюча сила на 1 см довжини шва:

кН.

Потрібний катет швів:

а) по металу шва

см;

б) по металу межі сплавлення

см.

Приймаємо мінімальний конструктивний катет шва – 4 мм.