Клепані балки

Призначення генеральних розмірів клепаних балок проводиться так само, як і зварних балок. Особливістю розрахунку клепаних балок є необхідність враховувати ослаблення перетину отворами для заклепок, яке попередньо може прийматися рівним 15%:

Підбір перерізу симетричною клепаной балки проводиться в наступному порядку.

1. По заданому моменту визначаємо необхідні моменти опору нетто і брутто:

За значенням W_бр і обраної гнучкості стінки До визначаємо генеральні розміри перетину - оптимальну висоту і товщину стінки. Призначивши остаточно висоту балки h (в круглих числах¹), Знаходимо необхідний момент інерції перерізу:

2. Намічаємо по сортаменту калібр поясних куточків, зазвичай застосовуючи при цьому равнобокой куточки з шириною полиць

і товщиною полиць

Момент інерції балки, що складається з вертикального листа і чотирьох куточків, дорівнює

де J_yг - момент інерції чотирьох поясних куточків щодо нейтральної осі х - х-

J₀ - момент інерції одного куточка щодо власної осі х₀ - х₀-

alpha- - відстань від центра ваги поясних куточків одного пояса до нейтральної осі-

F_уг - площа перерізу одного куточка.

При невеликій різниці між знайденими значеннями J_б і J^тр_бр слід домогтися, щоб співвідношення J_б gt; J^тр_бр було задоволено за рахунок зміни калібру поясних куточків.

3. У разі великої різниці між J_б і J^тр_бр слід розвинути перетин балки шляхом постановки горизонтальних листів, приклепують до горизонтальних полицях куточків.

Сумарний момент інерції такої балки

Відео: Найлегший спосіб відновити стійку або амортизатор

не повинен бути менше необхідного моменту інерції балки J^тр_бр (J_л - момент інерції горизонтальних листів щодо нейтральної осі x - х).

Звідси ми можемо визначити необхідний момент інерції горизонтальних листів

а по ньому мінімальну необхідну площу горизонтальних листів одного пояса

Горизонтальні листи слід приймати такої ширини щоб вони звисали за краї куточків. При цьому звис одиночного листа (рахуючи від крайньої ризики) через можливу втрату стійкості листа не повинен бути більше 15 його товщі (15^delta-_л).

при товщині delta-_л gt; 20/25 мм раціонально, ставити два листа. При наявності горизонтальних листів необхідно, щоб поясні куточки забезпечували гарну передачу зусиль на стінку. Для цього площа перетину двох куточків пояса рекомендується приймати не менше 30% від всієї, площі пояса.

4. Призначивши остаточні розміри перерізу балки, виробляємо перевірку його на міцність, обчислюючи нормальні напруги в місці дії максимального згинального моменту за формулою

і максимальні дотичні напруження на опорі по формулі

Момент опору нетто, як відомо, дорівнює

Відео: МАКС-2011 - Вертоліт Rotorfly

де h - повна висота балки.

Момент інерції перерізу ослабленого заклепувальний отворами

де J₃ - момент інерції площ клепаних отворів відносно нейтральної осі балки, який може бути наближено визначений за формулою

тут

Відео: Відео-урок Створення звареної рами в SolidWorks.wmv

F⁰₁ - сумарна площа клепаних отворів в горизонтальних полицях поясних куточків і горизонтальних листах однієї половини балкі-

F⁰₂ - сумарна площа клепаних отворів у вертикальних полках поясних куточків однієї половини балкі-

alpha-₁, alpha-₂ - відстані від центрів тяжіння відповідних отворів до нейтральної осі балкі-

0,15 J_ст - ослаблення моменту інерції стінки балки, прийняте зазвичай рівним 15% - ослаблення стінки враховується, оскільки в середині балки можливо пристрій стику.

У разі несиметричного перерізу необхідно окремо визначити напруги для верхнього і нижнього волокон балки, обчисливши попередньо відповідні моменти опору W^в_нт і W^н_нт.

Крім перевірки міцності, проводиться, як і в звареної балки, перевірка стійкості балки (дивіться Загальна і місцева стійкість балок).

При конструюванні клепаной балки зазвичай передбачається, щоб зовнішня площину поясних куточків виступала на 5 мм щодо кромки вертикального листа, за винятком випадків, коли необхідна спеціальна пристрожкой стінки.

Приклад 6. Потрібно провести підбір перерізу клепаной балки за тими ж даними, що і в прикладах 4 і 5: проліт l = 12 м-розрахунковий момент М = 382 ТМ- максимальна поперечна сила (опорна реакція)

Необхідний момент опору

Рішення. 1) Визначаємо необхідний момент опору брутто за формулою (33.VI)

Приймемо ті ж значення розмірів балки, що і в попередніх прикладах, т. Е. H = h_ст = 1500 мм і delta-_ст = 12 мм.

Визначимо необхідний момент інерції брутто за формулою (34. VI)

2) Накреслюємо калібр куточків

Приймаємо по сортаменту куточок 130 X 12 з геометричними характеристиками: F_уг = 30 см²- J₀ = 477 см⁴.

Відстань від центра ваги куточків до нейтральної осі

Відео: Заміна кульової опори Део ланос.

Момент інерції стінки

Момент інерції чотирьох куточків

Сумарний момент інерції стінки і чотирьох куточків значно менше J^тр_бр, а саме:

Необхідно тому поставити горизонтальні листи.

3) Визначаємо необхідний момент інерції горизонтальних листів па формулі (37. VI)

і далі, необхідну площу горизонтальних листів одного пояса за формулою (38. VI)

Приймаємо один лист перетином 320 X 20 мм, площею F_л = 32 * 2 = 64 см².

4) Визначимо для прийнятого перерізу балки точне значення моменту інерції брутто за формулою (36.VI)

Для знаходження W_нт необхідно попередньо визначити момент інерції площі ослаблення балки отворами для заклепок J₃.

Розташування клепаних отворів в поясі балки

На фігурі показані розташування клепаних отворів в поясі балки і їх відстань від нейтральної осі. Діаметр заклепок 23 мм.

Визначаємо момент інерції площі ослаблення за формулою (41.VI)

Далі знаходимо за формулою (40.VI)

а також

5) Виробляємо перевірку перетину на міцність за формулою (39.VI)

Знайдені розрахункові величини вписуємо в таблицю.

Таблиця Розрахункова таблиця для клепаной балки.

Площа перетину, а отже, і вага клепати балки, вийшли на 0,5% більше, ніж у аналогічної зварної балки за прикладом 5.

¹ За висоту h в клепаних балках будемо приймати відстань між обушками поясних куточків, т. Е. H = h_ст.

«Проектування сталевих конструкцій»,
К.К.Муханов