визначенні постійного навантаження передбачається, що товщина настилу після реконструкції не змінюється, а збільшенням маси балки в результаті її посилення можна знехтувати.
Погонна нормативне навантаження на балку:
q1н=(Р1 + g) · а=(22,1 + 4,012) · 3,4=88,78 кН/м.
Погонна розрахункове навантаження:
q1=(Р1 · np + g · ng) · a=(22,1 · 1,2 + 4,012 · 1,1) · 3,4=105,17 кН/м.
Максимальний згинальний момент в балці від розрахункового навантаження:
кНм.
Максимальна поперечна сила:
кН.
Перевірка міцності балки на збільшене навантаження:
Посилення балок необхідно.
.2 Посилення балки збільшенням перетину
Посилення балки шляхом збільшення перерізу проводиться двома листовими елементами. Ширину листів приймаємо різними для верхнього і нижнього пояса балки - для зручності виконання зварювальних робіт. Зварювання при цьому виконується в нижньому положенні. Площі перерізу елементів підсилення для верхнього і нижнього поясів проектуємо однаковими, щоб центр ваги перерізу балки не зміщувати, нормальні напруги від навантаження в цьому випадку будуть мати найбільш раціональний розподіл. Елементи підсилення виготовляємо з матеріалу з розрахунковим опором, близьким розрахункового опору матеріалу балки.
Розрахунок посилення ведемо з урахуванням пластичної деформації матеріалу, приймаємо с1=1,1.
Площа перетину елементів підсилення залежить від необхідного моменту опору:
;
де Ry=24кН - розрахунковий опір листових елементів підсилення. Площа перерізу одного аркуша підсилення:
Ширину верхнього та нижнього листів посилення приймаємо з таким розрахунком, щоб розмістити флангові шви. Для цього ширину майданчиків, на яких розташовуються флангові шви, приймаємо 10 мм.
Таким чином, для верхнього листа:
BВ=(bf - 2 · 10)=230 - 20=210мм=21 см,
для нижнього листа:
bн=(bf + 2 · 10)=230 + 20=250мм=25 см,
При цих розмірах BВ і bн необхідна товщина листів:
;.
Остаточно приймаємо:
верхній лист - 210 х 5 ммАус.в=10,5см2;
нижній лист - 250 х 4 мм Аус.н=10см2.
При визначенні розмірів листів посилення їх ширину приймаємо кратною 10 мм., товщину приймаємо по сортаменту.
.3 Визначення довжини елементів підсилення
Теоретична довжина елементів підсилення визначається довжиною ділянки балки, на якому виконується умова Мх Мпр, де Мх - згинальний момент у балці від зовнішнього навантаження в точці з координатою «х»; Мпр - граничний згинальний момент, який може сприйняти балка без елементів підсилення.
.
Знаходимо поздовжній згинальний момент з умови (приймаючи с1=1):
Мпр=Wx · Ry=3295,5 · 24=790,92кНм.
Для визначення теоретичного місця обриву посилення вирішуємо рівняння Мх=Мпр щодо координати «х», отримуємо:
де М1мах - максимальний згинальний момент в прольоті від розрахункового навантаження.
Після підстановки вихідних даних отримаємо:
х1=2,27 м; х2=6,63 м.
Фактичну довжину елементів підсилення приймаємо дещо більше теоретичної для забезпечення повного включення елементів підсилення в роботу балки.
Тому: lус=l - 2x=8,9-2 · 2,1=4,7 м,
де x=x1-0,17=2,27-0,17=2,1м
Приймаються довжину елементів підсилення 4,7 м.
.4 Перевірка міцності і жорсткості посиленою балки
При перевірці міцності посиленою балки геометричні характеристики перерізу (момент інерції і момент опору) обчислюємо без урахування зсуви положення центра ваги двотавра внаслідок того, що площі перетину верхнього та нижнього листів посилення практично не відрізняються. Момент інерції підсиленого перерізу:
=139087 см4.
Момент опору:
см3.
Максимальні напруги в середині прольоту:
.
Перевірку жорсткості балки можна виробляти за геометричними характеристиками підсиленого перерізу з урахуванням впливу довжини елементів підсилення за допомогою коефіцієнта, значення якого залежать від ставлення:
;
тоді:
2.5 Розрахунок поясних швів
Поясні шви, що прикріплюють листові елементи посилення до нижнього поясу балки, працюють на зріз від дії поперечної сили. У відповідності зі СНиП-II - 23-81 розрахунок кутових швів проводимо по двох перетинах: по металу шва і по межі сплавлення металу шва і основного металу. При ручному і напівавтоматичному зварюванні визначальним є розрахунок по металу шва.
Тому для поясних швів умова міцності:
,
де Q1x - максимальна поперечна сила на ділянц...
