Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Вестник Дагестанского государственного технического уни
верситета. Технические науки. №4
(3
5
), 2014
129
2.
Грегорян, Е.Ю. Исследование свойств лессовых грунтов методами зонд
и
рования
на примере Северного Кавказа: автореф. дис. канд. техн. наук:
25.00.08 / Е.Ю. Григорян.
–
Ставрополь: 2007.
-
22 с.
3.
Костерин, Э.В. Основания и фундаменты.
-
М.: Высш. шк., 1990.
-
41 с.
4.
Панченко, А.И., Харченко, И.Я. Особо тонкодисперсное минерально
е в
я
жущее Микродур: свойства, технология и перспективы использования //
Строительные материалы.
-
2005.
-
№ 10.
-
С. 76
-
78.
УДК 624.072:624.011
Муселемов Х.М.
,
Устарханов О.М.
,
Юсупов А.К.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ БАЛКИ, УСИЛЕННЫЕ
ЗАТЯЖКАМИ
Muselemov
Kh
.
M
.,
Ustarkhanov
O
.
M
.,
Yusupov
А
.
K
.
BEAMS
,
REINFORCED
BONGS
Рассматриваются конструктивные и расчетные схемы шпренгельных б
а
лок с одной
и с двумя стойками. Приводятся
сечения элементов, их подбор, а
также определение усилий. На основе вариантного
проектирования делается
сравнительный анализ, даются таблицы расхода стали для различных вариа
н
тов шпренгельных балок, по которым можно судить о рациональности ко
н
струкции.
Ключевые слова
: шпренгельная балка, сечение, раскос, перекладина, изг
и
бающий момент
, поперечная сила, расход стали.
Focuses on the design and calculation scheme trussed girders with one and with
two enclosures. Provides cross
-
section elements, their selection and definition of e
f-
fort. On the basis of alternative engineering is a compara
tive analysis, are given in
table steel consumption for different variants trussed girders, by which to judge the
rationality of the design.
Key
words
: wood beam, cross
-
section, cross stay, beam, bending moment, shear
force, the consumption of steel.
Введ
ение.
Как известно
1, 2, двутавровые балки составного сечения р
а
циональны при больших на
грузках и пролетах 6 9 метров.
Фермы рационал
ь
ны на проле
тах 18 метров и выше.
На промежуточных пролетах, т.е
.
от 9 до 18
метров, применяются как балки, так и фермы различной конструктивной сх
е
мы. Однако, как показывает опыт проектирования, на проле
тах
9 18 метров
наиболее рациональными конструкциями являются шпренгельные балки, если
нагрузки не очень большие. В
данной статье рассматривается расчет и констр
у
Вестник Дагестанского государственного технического уни
верситета. Технические науки. №4
(3
5
), 2014
130
ирование шпренгельных балок и анализируется расход стали при различных
пролетах и нагрузках.
Шпренгельная
балка с одной стойкой
Рисунок 1
-
Конструктивная схема шпренгельной балки с одной стойкой
Варианты
сечения 1
-
1
Варианты сечения 2
-
2
Вестник Дагестанского государственного технического уни
верситета. Технические науки. №4
(3
5
), 2014
131
Варианты сечения
-
3
Сечения
3
-
и 4
-
4 одинаковы.
Рисунок 2
-
Сечения элементов шпренгельной балки
Шпренгельная
балка с двумя стойками
Рисунок
-
Конструктивная схема шпренгельной балки с двумя стойками
Сечения элементов шпренгельной балк
и с двумя стойками такие же,
как и
элементо
в шпренгел
ьной балки с одной стойкой см. р
ис.2..
Расчет шпренгельной балки с одной стойкой
Рисунок 4
-
Конструктивная схема
Рисунок 5
-
Расчетная
схема
Примем
.
/
80
м
кн
q
T
Вестник Дагестанского государственного технического уни
верситета. Технические науки. №4
(3
5
), 2014
132
Определение усилий в элементах
.
Доля опорной реакции,
воспринимая ра
с
косом
:
Функция моментов
(1)
Поперечная сила
(2)
Начало координат находится на левой опоре. При
х0
поперечная сила
При
x
=
l
/2
поперечная сила
Усилие
в раскосе о
пределим из равновесия узла.
Обычно
l
/
h
примерно
равно 0,1.
Подбор сечения раскоса:
, где
-
площадь поперечного сечения
элемента;
коэффициент условий
работы;
-
расчетное сопротивление стали; По пределу текучести
-
коэффициент надежности по матер
и
алу
;
;
(3)
По временному
сопротивлению
По временному сопротивлению
определи
м требуемую площадь
сечения:
Подбираем из двух значений
площа
дей
большее:
А
нетто
7,1см
2
Принимаем уголки равнополочные 2 шт.
с сечением:
t
10мм;
b
100мм;
h
100мм
.
150
16
5
16
3
2
0
2
2
кН
ql
ql
ql
Q
ql
Q
p
.
2
2
16
3
qx
x
ql
х
М
.
16
3
qx
ql
dx
d
м
х
Q
.
16
3
0
ql
Q
.
16
5
2
16
3
2
/
ql
l
q
ql
l
Q
.
34
2
/
2
ql
l
по
R
А
F
нетто
р
т
σ
нетто
А
R
,
2
,
229
025
,
1
/
235
/
МПа
МПа
R
R
m
н
т
m
р
нетто
F
А
R
.
13
,
37
/
91
.
22
9
,
0
03
,
765
2
.
2
см
см
кН
кН
R
F
А
р
нетто
МПа
356
025
,
1
/
МПа
365
/
R
R
m
н
в
в
2
2
04
,
31
/
6
,
35
9
,
0
03
,
765
3
,
1
3
,
1
см
см
кН
кН
R
F
А
вр
р
нетто
Вестник Дагестанского государственного технического уни
верситета. Технические науки. №4
(3
5
), 2014
133
Условие прочности
Принимаем профиль холодногнутый,
сварной прямоугольного сечения.
Определение усилия в жестком элементе стойке
Рассматривая равновесие нижнего среднего узла шпренгельной балки,
Стойка работает на
сжатие. Ее сечение подбираем из
условия устойчивости продольного изгиба; задаемся гибкостью
ǵ
x
=70;
по и
з
вестным таблицам находим соответствующее значение коэффициента продол
ь
ного изгиба
Č
x
0,782; Č
x
Č
y
;
(4)
площадь сечения
;
Принимаем сварной двутавр
сечением
t
8мм;
b
280мм;
h
546мм.
Определ
е
ние напряжений в сечениях перекладины.
Вычисляем расчетный
момент
при
х
l
/2.
Определение усилия сжатия в перекладине
имеем
,
R
A
F
п
п
2
2
6
,
41
/
20
9
,
0
750
см
см
кН
кН
R
F
А
п
п
.
/
18
/
20
9
.
0
18
6
,
41
750
2
2
см
кН
см
кН
R
A
F
п
п
;
R
Ac
F
x
c
2
2
31
,
21
782
,
0
/
20
9
,
0
300
см
см
кН
кН
R
F
А
x
c
с
.
м
кН
м
м
кН
м
кН
L
n
T
n
T
М
q
q
р
835
,
110
6
32
05
,
1
80
03
.
0
2
,
1
/
80
2
32
2
03
.
0
1
2
Вестник Дагестанского государственного технического уни
верситета. Технические науки. №4
(3
5
), 2014
134
Рисунок 6
-
Сечение верхней перекладины
На
пряжения при изгибе находим по
формуле:
-
первое условие прочности.
где
. Первое
условие
прочности
выполняется.
На
пряжения
сжа
тия определяем по
формуле:
Далее находим
ка
сательные
напряжения:
второе условие по 4
-
ой теории прочности
(5)
Третье условие
Рисунок
7
-
Эпюры напряжений
По нашим вычислениям ра
с
ход стали на рассмотренную
выше конструкцию переклад
и
ны составил
G
6кгс.
.
R
C
W
,
/
6
.
21
/
24
9
.
0
59
,
7
219
,
1460
835
,
110
2
2
3
см
кН
см
кН
см
см
кН
W
М
р
и
3
1460
2
/
6
,
54
2
,
39863
2
/
см
h
I
W
п
.
/
39
,
13
56
750
2
2
см
Кн
см
кН
А
F
П
П
сж
;
/
1
,
5
2
max
t
I
Q
S
,
3
)
(
2
2
R
сж
и
ПР
.
/
6
,
21
/
24
9
,
0
/
16
,
13
)
/
31
,
5
(
3
)
/
12
,
10
(
3
)
(
2
2
2
2
2
2
2
2
2
R
2
2
2
2
2
2
2
/
6
,
21
/
24
9
,
0
/
05
,
17
)
/
93
,
6
/
12
,
10
(
)
(
R
,
и
,
СЖ
,
СЖ
и
Вестник Дагестанского государственного технического уни
верситета. Технические науки. №4
(3
5
), 2014
135
Аналогичные расчеты были выполнены нами и для шпренгельной балки с
двумя стойками.
Расчет шпренгельной балки с двумя стойками
Рисунок
8
-
Расчетная схема шпренгельной балки с двумя стойками
Определение усилий в элементах
Доля опорной реакции, воспринимая раскосом:
Функция
моментов
(6)
Поперечная сила
(7)
Начало координат располагается на левой опоре. При
x
0 поперечная сила
При
x
=
l
/3
поперечная сила
-
наибольший изгибающий момент в перекладине.
Дальнейшие операции по определению усилий в элементах, а также вычи
с
ление их площадей выполняется по алгоритму, приведенному выше
для шпре
н
гельной балки с одной стойкой.
Таблицы результатов расчета и расхода стали, в кгс
Нами было рассмотренно множество вариантов сечений шпренгельных балок
как с одной, так и с двумя стойками. Ниже приводятся таблицы расхода стали
для рассмотренных ш
пренгельных балок различного сечения на пролетах 6, 9,
12, 15, 18 м. Величина
k
=
q
/400,
q
кН/м
–
погонная нагрузка на перекладину
шпренгельной балки.
После вычисления веса расмотренных нами конструкций
были составлены таблицы
1,2.3.
.
352
30
12
80
11
30
11
кН
ql
Q
p
.
2
30
4
2
qx
x
ql
.
30
4
qx
ql
dx
d
м
х
Q
.
30
4
0
ql
Q
.
30
6
3
30
4
3
/
ql
l
q
ql
l
Q
90
3
/
2
ql
l
Вестник Дагестанского государственного технического уни
верситета. Технические науки. №4
(3
5
), 2014
136
Таблица 1
-
Шпренгель
с одной стойкой двутаврового сечения
1
6
9
12
15
18
k=0,2
453
1067
2011
2931
4528
k=0,5
1121
2451
4498
6907
12935
k=1
2196
5158
9857
16841
24845
k=1,5
3350
7758
14538
23323
35028
k=2
4407
10519
19155
28987
43523
Таблица 2
-
Шпренгель с двумя стойками двутаврового сечения
1
6
9
12
15
18
k=0,2
512
1
213
2
187
3568
5216
k=0,5
11
78
2787
49388
8198
1
1938
k=1
2
232
3952
9
227
14630
2
2939
k=1,5
3
544
3635
14
060
22108
3
2708
k=2
4
415
10329
1
8496
2
9533
4
2355
Таблица
-
Шпренгель с двумя стойками коробчатого сечения
1
6
9
12
15
18
k=0,2
547
1
172
2
208
2747
4710
k=0,5
1
213
2608
4865
8599
1
2808
k=1
2
282
4173
9
700
15401
2
2464
k=1,5
3
905
7865
14
020
23611
3
4353
k=2
4
527
10455
-
30758
4
4375
Исходя из данных
таблиц 1, 2, можно сформулировать вывод: н
а пролетах
менее 12 м рациональны по расходу стали шпренгельные балки с одной сто
й
кой; на пролетах 12 18 м рациональны шпренгельные балки с двумя стойк
а
ми.
Библиографический список:
1.
"Металлические конструкции" под редакцией Кудишина Ю.И.
М.: Академия, 2008.
C
.730
2..
Юсупов А.К., Металлические конструкции. Махачкала: ДГТУ, 2010.
C
.750.
3.
Киявов У.А., Муселемов Х.М., Устарханов О.М., Устарханов Т.О.
//
Влияние на напряженно
-
деф
ормированное состояние трехслойной балки п
а
раметров ди
скретного заполнителя
//
Вестник Дагестанского государственного
технического университета. Технические науки. Махачкала № 4 2014,
С
68
–
74
стр.