Меню Рубрики

Установка ребер в сварных балках

Ребра жесткости в балках, их назначение, конструкция и размеры.

ВНИМАНИЕ! САЙТ ЛЕКЦИИ.ОРГ проводит недельный опрос. ПРИМИТЕ УЧАСТИЕ. ВСЕГО 1 МИНУТА.

Как указывалось выше, укрепление стенок балок для обеспечения их устойчивости производится ребрами жесткости.

В сварных балках ребра делаются из полосы шириной bр, определяемой по эмпирической формуле

где h — высота стенки в мм.

В клепаных балках ребра делаются из уголков, ширина выступающей полки которых определяется по той же формуле (55.VI). Толщина ребер принимается не менее 1/15bр. Все ребра проектируют симметричными относительно оси балки, располагая их друг против друга.

Приварка ребер (кроме опорных) к стенке производится швами минимальной толщины (hш = 4/5 мм). На обоих концах ребра срезают, размер катета среза 40 — 50 мм.

В клепаных балках ребра из уголков обязательно заводят на поясные уголки, доводя их до выкружки уголков. Для этого между уголком жесткости и стенкой балки помещается прокладка, по толщине равная толщине поясных уголков. Уголки жесткости приклепываются минимальным числом заклепок, т. е. с шагом, приближающимся к 12d.

Конструкция ребер жесткости

При неподвижной сосредоточенной нагрузке необходимо в местах приложения сосредоточенных грузов предусматривать постановку ребер жесткости, воспринимающих нагрузку и распределяющих ее по стенке.

В месте опирания балки на опору действует опорная реакция, распределенная на сравнительно небольшом участке балки. Рассматривая опорную реакцию как активную сосредоточенную силу, передачу этой силы на стенку производят через опорные ребра жесткости, которые для этого плотно пригоняют к нижнему поясу балки и соответственно прикрепляют к стенке балки.

Таким образом, выступающая нижняя торцовая поверхность опорных ребер испытывает сжатие, а также смятие, вызванные опорной реакцией.

Требуемая площадь сечения опорных ребер определяется по формуле

где А — расчетная опорная реакция;

Rсм.т — расчетное сопротивление стали смятию торцовой поверхности;

m — коэффициент условий работы.

В клепаных балках по формуле (56.VI) определяется площадь части выступающих полок уголков, которые должны быть пригнаны к поясу, поскольку прилегающая к стенке полка уголка и часть выступающей полки срезаются во избежание попадания их на выкружку поясного уголка.

Кроме того, опорные ребра или уголки должны быть проверены на продольный изгиб из плоскости балки, как стойки, нагруженные опорной реакцией. В состав площади сечения F такой условной стойки включаются ребра жесткости и полоса стенки по 15 8 с каждой стороны ребра, так что получается крестообразное сечение. Расчетная длина стойки lр принимается равной высоте стенки. Проверка производится по формуле

Прикрепление опорных ребер или уголков к стенке рассчитывается на сдвиг от опорной реакции А.

источник

Конструкция сварных балок.

В сварных балках поясной и вертикальный лист могут быть присоединены непосредственно один к другому двухсторонними угловыми сварными швами (Рис. 9.1). Поэтому сварные балки имеют простую конструктивную форму как правило, симметричный двутавр. Сварные балки рекомендуется составлять из одного вертикального и двух горизонтальных листов.

В автодорожных и городских мостах наименьшая толщина вертикальной стенки принимается минимум 10 мм. Однако в зависимости от длины пролёта толщина вертикальной стенки может составлять 12, 14, 16 мм и более.

Размеры поясов назначают с учётом требований сокращённого сортамента на листовой прокат. Наибольшая толщина поясного листа для конструкций обычного исполнения не должна превышать 60 мм. Для конструкций северного исполнения типа А и Б соответственно 50 и 40 мм. Изменение сечения пояса рекомендуется осуществлять в зоне расположения его стыков. В противном случае предусматривают устройство скосов по ширине или толщине, а иногда то и другое одновременно (последнего варианта желательно избегать)(Рис.9.2).

Определение мест перехода от одних размеров пояса к другим осуществляют на основе построения эпюры материалов (Рис. 9.3). Если по расчёту требуются размеры листа более предельных, ограниченных нормами проектирования мостов, то допускается применение в поясах пакета из двух-трёх листов. При этом дополнительный (наружный) лист должен иметь ширину на 100 мм меньше основного. Наружный лист следует продолжить за точку теоретического обрыва на длину, обеспечивающую прикрепление 50% площади сечения листа. В конструкциях больших пролётов индивидуальной проектировки при соответствующем обосновании возможно применение большего числа листов в поясном пакете.

Как отмечалось в глава 3, современные достижения мировой металлургии позволяют получать листовой прокат переменной толщины, что намного упрощает технологию изготовления сварных балок. Кроме того, применение такого проката существенно повышает надёжность работы нижнего пояса, а следовательно, и всей конструкции.

В местах передачи сосредоточенных усилий (опорные сечения, расположение поперечных связей) устанавливают поперечные рёбра жёсткости (Рис. 9.4). Согласно расчёту на местную устойчивость стенок устанавливают дополнительные поперечные рёбра жёсткости. Рёбра выполняют из полосового металла и приваривают двухсторонними угловыми швами к вертикальной стенке. Поперечные рёбра жёсткости могут устанавливатя с двух сторон стенки (парные симметричные рёбра) или с одной (внутренней по отношению расположения балки в пролётном строении) односторонние рёбра.

Обычно поперечные рёбра жёсткости устанавливают на всю высоту стенки hw. В местах примыкания поперечных рёбер к поясам устраивают скруглённые вырезы высотой 120 мм и шириной 50 мм. В опорных рёбрах жёсткости допускается устройство вырезов шириной до 30 мм и высотой до 50 мм.

В опорных сечениях торцы поперечных рёбер плотно пригоняют к поясам балки. В автодорожных и городских мостах концы промежуточных поперечных рёбер жёсткости приваривают непосредственно к сжатому поясу и дополнительной прокладке между нижним поясом и нижним торцом поперечного ребра (Рис. 9.4). Если прокладку устанавливают на тугой посадке, то сварные швы не накладывают, что характерно для конструкций северного исполнения. Прокладки применяют толщиной 16…20 мм и шириной 30…40 мм. Современные нормы, мало обоснованно, допускают приварку поперечных ребер к растянутому поясу сварным швом с катетом 1:2.

Читайте также:  Установка извещателей на ребристых плитах

Если применяют только поперечные ребра жесткости, то ширина полосы парного симметричного ребра должна быть не менее , а одностороннего ребра – не менее . Толщина полосы должна удовлетворять условию .

В балках значительной высоты ширина полосы поперечного ребра жёсткости может оказаться излишне большой. Если по какой-то причине требуется уменьшение ширины поперечного ребра, то его окантовывают металлической полосой, добиваясь при этом требуемого момента инерции . В наружных поперечных рёбрах жёсткости иногда металлическую полосу не доводят до нижнего растянутого пояса. При этом ширину концевой части поперечной полосы вырезанием по кривой с двумя разнонаправленными радиусами сводят к нулю.

Когда обеспечение местной устойчивости стенки поперечными рёбрами жёсткости требует их размещения с шагом 0,75 и менее, необходима установка продольных рёбер жёсткости. В этом случае размеры продольных рёбер жёсткости определяют в зависимости от высоты и толщины вертикальной стенки, а также расстояния между осями поперечных рёбер жёсткости.

При необходимости установки на стенку продольных рёбер жёсткости и отсутствии местного давления на её рёбра, как и в клёпанных балках, располагают на следующих расстояниях от сжатого пояса:

при двух рёбрах: первое (0,15…0,20) , а второе (0,40…0,50) .

Если при двух продольных рёбрах местная устойчивость стенки не обеспечивается, то устанавливают третье ребро, как правило, в растянутой зоне.

Размеры продольного ребра должны обеспечивать необходимый момент инерции, регламентированный нормами проектирования мостов. Как и поперечные рёбра жёсткости, продольные рёбра могут располагатя с двух сторон стенки или с одной. В последнем случае допускается расположение поперечных и продольных рёбер с разных сторон стенки. Продольные рёбра прикрепляют к стенке двухсторонними угловыми сварными швами.

В конструкциях прошлой проектировки продольные рёбра жёсткости располагались между поперечными рёбрами и своими торцами приваривались к последним (Рис. 9.6). Поэтому в каждом отсеке между поперечными рёбрами размещалось самостоятельное продольное ребро. Во избежание пересечения сварных швов на концах продольных рёбер жёсткости устраивались вырезы.

В настоящее время приоритет в размещении рёбер жёсткости отдаётся продольным рёбрам, которые устанавливают непрерывными на всю требуемую длину. Для пропуска продольных рёбер через поперечные последние прерывают и прикрепляют к продольным поперечными швами (Рис. 9.7 а) либо создают специальные вырезы в поперечных рёбрах (Рис. 9.7 б).

Концевую часть продольного ребра жёсткости продолжают за крайние поперечные рёбра отсека для обеспечения возможности уменьшения ширины полосы ребра и устройства выкружки (радиусом не менее 60 мм) с целью плавного сопряжения со стенкой.

Сплошностенчатая балка таврового сечения плохо сопротивляется кручению. Этот недостаток создаёт сложности при перевозке и монтаже заводского блока, но особенно он проявляется в работе балки в составе пролётного строения при воздействии на него временной подвижной нагрузки. Более выигрышными в этом отношении являются двухстенчатые блоки, которые способствуют увеличению крутильной жёсткости пролётного строения. Для таких блоков нет проблемы потери устойчивости плоской формы изгиба балки (изгибно-крутильной устойчивости). В целях предотвращения изменения заданной геометрической формы блока при перевозке и монтаже внутри блока устанавливают дополнительную диагональную связь. Эти временные монтажные связи по окончании монтажа пролётного строения демонтируют.

Часто балочные сплошностенчатые пролётные строения монтируют методом продольной надвижки. При таком способе монтажа несколько пролётных строений на насыпи подходов к мосту временно объединяют в единую неразрезную систему. Для этого на торцевых участках концевых блоков устраивают отверстия, используемые в дальнейшем для установки соединительных накладок. После монтажа эти накладки удаляют.

источник

Конструкции сварных соединений в балках

4.16 (13.25). Поясные швы сварных балок, а также швы, присоединяющие к основному сечению балки вспомогательные элементы (например, ребра жесткости), должны выполняться непрерывными. При этом допускается применение односторонних поясных швов в сварных двутавровых балках, несущих статическую нагрузку, и швов, прикрепляющих вспомогательные элементы.

4.17. При применении односторонних поясных швов в сварных двутавровых балках должны быть выполнены следующие требования:

расчет устойчивости стенок балок должен быть произведен в соответствии с требованиями пп. 7.2 и 7.3 главы СНиП II-23-81;

расчетная нагрузка должна быть приложена симметрично относительно поперечного сечения балки (СНиП II-23-81, п. 13.26);

устойчивость сжатого пояса балки должна быть обеспечена в соответствии с п. 5.16а главы СНиП II-23-81, а именно путем применения сплошного жесткого настила, непрерывно опирающегося на сжатый пояс балки и надежно с ним связанного (плиты железобетонные, плоский и профилированный металлический настил, волнистая сталь и т.п.);

в местах приложения к поясу балки сосредоточенных нагрузок, включая нагрузки от ребристых железобетонных плит, должны быть установлены поперечные ребра жесткости (СНиП II-23-81, п. 13.26).

В ригелях рамных конструкций у опорных узлов следует применять двухсторонние поясные швы, протяженность которых должна быть не менее высоты сечения ригеля (рис. 10).

В балках и ригелях рамных конструкций, рассчитываемых согласно требованиям пп. 5.18-5.23 главы СНиП II-23-81 (с учетом развития пластических деформаций), применение односторонних поясных швов не допускается.

4.18 (13.28). В сварных двутавровых балках конструкций групп 2-4 следует, как правило, применять односторонние ребра жесткости с расположением их с одной стороны балки.

Расчет устойчивости одностороннего ребра жесткости следует производить согласно требованиям пп. 7.10-7.13 главы СНиП II-23-81.

В балках с односторонними поясными швами ребра жесткости на стенке следует располагать со стороны, противоположной расположению односторонних поясных швов (рис. 11).

4.19 (13.27). Ребра жесткости сварных балок должны быть удалены от стыков стенки на расстояние не менее 10 толщин стенки. В местах пересечения стыковых швов стенки балки с ребром жесткости швы, прикрепляющие ребро к стенке, следует не доводить до стыкового шва на 40 мм (рис. 12 Пособия).

Читайте также:  Установка переливных труб в септике

Рис. 10. Расположение двухстороннего поясного шва в опорном узле ригеля

Рис. 11. Расположение односторонних ребер жесткости в балке с односторонними поясными швами

Рис. 12. Взаимное расположение стыковых швов и ребер жесткости на стенке балки

Рис. 5. Схемы выведения швов на торец элемента

Рис. 6. Узел фермы с фасовкой, привариваемой встык к элементу сечения пояса

а — для климатических районов II4 и II5; б — для климатических районов I1, I2, II2, II3.

Примыкание ребер жесткости к элементам сечения сварной балки

4.20. Торцы вертикальных ребер жесткости сварных балок в местах примыкания их к поясам [(за исключением нижних торцов опорных ребер, а также ребер, располагаемых со стороны, противоположной односторонним поясным швам (см. рис. 11)] должны иметь скосы, размеры которых рекомендуется принимать 40×40 мм (рис. 13).

В табл. 1 и 2 в скобках указаны марки проволок, рекомендуемых в дополнение к табл. 55 главы СНиП II-23-81.

Звездочкой * отмечены марки проволок, которые рекомендуется применять при специальном обосновании.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

источник

Установка ребер в сварных балках

§ 116. Балочные конструкции

Балки широко применяют в конструкциях гражданских и промышленных зданий, в мостах, эстакадах, гидротехнических и других сооружениях.

Балки со сплошным сечением стенки изготовляют из листового металла. Применяют в основном балки двутаврового сечения, реже — коробчатого.

В условиях единичного производства балки собирают по разметке и сваривают вручную покрытыми электродами или полуавтоматами. При массовом и серийном производстве сборку производят в кондукторах, а сварку ведут автоматами под флюсом или для швов катетом 4 — 6 мм — в защитном газе.

Ручную или полуавтоматическую дуговую сварку применяют в балках также и при установке ребер жесткости. Неудобства при выполнении этой операции не позволяют применить автоматическую сварку.

Удлинение балок соединением встык коротких секций производится ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. В массовом производстве на этой операции возможна также и автоматическая дуговая сварка.

При монтаже балок в первую очередь сваривают стыковые, а затем угловые швы. Порядок сварки монтажных стыков прокатных балок показан на рис. 150, а. Сначала стыковые швы выполняют на толстом металле, а затем на тонком. Обычно полки двутавровых балок толще стенки. Поэтому для обеспечения минимальных напряжений в металле стыка следует сначала накладывать стыковые швы в полках и в последнюю очередь стыковой шов в стенке.

Сварные балки на монтаже соединяют с совмещенным (рис. 150, б) или со смещенным (рис. 150, в) стыком.


Рис. 150. Порядок сварки монтажных стыков балок: а — прокатных, б и в — сварных; 1 — 4 — последовательность выполнения сварки

Последовательность сварки в этих случаях аналогична последовательности сварки встык прокатных балок; в первую очередь выполняют стыковой шов полки с увеличенной толщиной (если двутавр с различными толщинами полок), затем накладывается второй стыковой шов второй полки, третьим швом сваривается стык стенки (самый тонкий в двутавре) и четвертым — угловые поясные швы (рис. 150). Продольные швы обычно не доводят до концов балки на величину, равную одной ширине полки (из низкоуглеродистой стали) или двум (из легированной стали). В этих случаях деформирование и напряжение металла в стыковых соединениях полок и всего стыкового соединения балки будет равномерным и минимальным. Угловые швы в монтажном стыке выполняются в последнюю очередь. При этом желательно, чтобы угловые швы накладывались одновременно двумя сварщиками — от концов к середине шва.

Ребра жесткости можно приваривать как к стенке, так и к полке балки в любой последовательности после предварительной их прихватки. Прихватки размещаются в местах расположения сварных швов. Высота прихваток должна быть не более 2 /3 высоты шва, чтобы при последующей сварке они были перекрыты швом, и не менее 4 — 6 мм для прихватываемых ребер жесткости толщиной 6 мм и более. Длина каждой прихватки должна быть равна 4 — 5 толщинам прихватываемых элементов, но не менее 30 мм и не более 100 мм, а расстояние между прихватками — в 30 — 40 раз больше толщины свариваемого металла.

источник

Конструкция сварных балок.

В сварных балках поясной и вертикальный лист могут быть присоединены непосредственно один к другому двухсторонними угловыми сварными швами (Рис. 9.1). Поэтому сварные балки имеют простую конструктивную форму как правило, симметричный двутавр. Сварные балки рекомендуется составлять из одного вертикального и двух горизонтальных листов.

В автодорожных и городских мостах наименьшая толщина вертикальной стенки принимается минимум 10 мм. Однако в зависимости от длины пролёта толщина вертикальной стенки может составлять 12, 14, 16 мм и более.

Размеры поясов назначают с учётом требований сокращённого сортамента на листовой прокат. Наибольшая толщина поясного листа для конструкций обычного исполнения не должна превышать 60 мм. Для конструкций северного исполнения типа А и Б соответственно 50 и 40 мм. Изменение сечения пояса рекомендуется осуществлять в зоне расположения его стыков. В противном случае предусматривают устройство скосов по ширине или толщине, а иногда то и другое одновременно (последнего варианта желательно избегать)(Рис.9.2).

Читайте также:  Установка инструмента в контакте

Определение мест перехода от одних размеров пояса к другим осуществляют на основе построения эпюры материалов (Рис. 9.3). Если по расчёту требуются размеры листа более предельных, ограниченных нормами проектирования мостов, то допускается применение в поясах пакета из двух-трёх листов. При этом дополнительный (наружный) лист должен иметь ширину на 100 мм меньше основного. Наружный лист следует продолжить за точку теоретического обрыва на длину, обеспечивающую прикрепление 50% площади сечения листа. В конструкциях больших пролётов индивидуальной проектировки при соответствующем обосновании возможно применение большего числа листов в поясном пакете.

Как отмечалось в глава 3, современные достижения мировой металлургии позволяют получать листовой прокат переменной толщины, что намного упрощает технологию изготовления сварных балок. Кроме того, применение такого проката существенно повышает надёжность работы нижнего пояса, а следовательно, и всей конструкции.

В местах передачи сосредоточенных усилий (опорные сечения, расположение поперечных связей) устанавливают поперечные рёбра жёсткости (Рис. 9.4). Согласно расчёту на местную устойчивость стенок устанавливают дополнительные поперечные рёбра жёсткости. Рёбра выполняют из полосового металла и приваривают двухсторонними угловыми швами к вертикальной стенке. Поперечные рёбра жёсткости могут устанавливатя с двух сторон стенки (парные симметричные рёбра) или с одной (внутренней по отношению расположения балки в пролётном строении) односторонние рёбра.

Обычно поперечные рёбра жёсткости устанавливают на всю высоту стенки hw. В местах примыкания поперечных рёбер к поясам устраивают скруглённые вырезы высотой 120 мм и шириной 50 мм. В опорных рёбрах жёсткости допускается устройство вырезов шириной до 30 мм и высотой до 50 мм.

В опорных сечениях торцы поперечных рёбер плотно пригоняют к поясам балки. В автодорожных и городских мостах концы промежуточных поперечных рёбер жёсткости приваривают непосредственно к сжатому поясу и дополнительной прокладке между нижним поясом и нижним торцом поперечного ребра (Рис. 9.4). Если прокладку устанавливают на тугой посадке, то сварные швы не накладывают, что характерно для конструкций северного исполнения. Прокладки применяют толщиной 16…20 мм и шириной 30…40 мм. Современные нормы, мало обоснованно, допускают приварку поперечных ребер к растянутому поясу сварным швом с катетом 1:2.

Если применяют только поперечные ребра жесткости, то ширина полосы парного симметричного ребра должна быть не менее, а одностороннего ребра – не менее. Толщина полосы должна удовлетворять условию.

В балках значительной высоты ширина полосы поперечного ребра жёсткости может оказаться излишне большой. Если по какой-то причине требуется уменьшение ширины поперечного ребра, то его окантовывают металлической полосой, добиваясь при этом требуемого момента инерции . В наружных поперечных рёбрах жёсткости иногда металлическую полосу не доводят до нижнего растянутого пояса. При этом ширину концевой части поперечной полосы вырезанием по кривой с двумя разнонаправленными радиусами сводят к нулю.

Когда обеспечение местной устойчивости стенки поперечными рёбрами жёсткости требует их размещения с шагом 0,75и менее, необходима установка продольных рёбер жёсткости. В этом случае размеры продольных рёбер жёсткости определяют в зависимости от высоты и толщины вертикальной стенки, а также расстояния между осями поперечных рёбер жёсткости.

При необходимости установки на стенку продольных рёбер жёсткости и отсутствии местного давления на её рёбра, как и в клёпанных балках, располагают на следующих расстояниях от сжатого пояса:

при одном ребре (0,20…0,25);

при двух рёбрах: первое (0,15…0,20), а второе (0,40…0,50).

Если при двух продольных рёбрах местная устойчивость стенки не обеспечивается, то устанавливают третье ребро, как правило, в растянутой зоне.

Размеры продольного ребра должны обеспечивать необходимый момент инерции, регламентированный нормами проектирования мостов. Как и поперечные рёбра жёсткости, продольные рёбра могут располагатя с двух сторон стенки или с одной. В последнем случае допускается расположение поперечных и продольных рёбер с разных сторон стенки. Продольные рёбра прикрепляют к стенке двухсторонними угловыми сварными швами.

В конструкциях прошлой проектировки продольные рёбра жёсткости располагались между поперечными рёбрами и своими торцами приваривались к последним (Рис. 9.6). Поэтому в каждом отсеке между поперечными рёбрами размещалось самостоятельное продольное ребро. Во избежание пересечения сварных швов на концах продольных рёбер жёсткости устраивались вырезы.

В настоящее время приоритет в размещении рёбер жёсткости отдаётся продольным рёбрам, которые устанавливают непрерывными на всю требуемую длину. Для пропуска продольных рёбер через поперечные последние прерывают и прикрепляют к продольным поперечными швами (Рис. 9.7 а) либо создают специальные вырезы в поперечных рёбрах (Рис. 9.7 б).

Концевую часть продольного ребра жёсткости продолжают за крайние поперечные рёбра отсека для обеспечения возможности уменьшения ширины полосы ребра и устройства выкружки (радиусом не менее 60 мм) с целью плавного сопряжения со стенкой.

Сплошностенчатая балка таврового сечения плохо сопротивляется кручению. Этот недостаток создаёт сложности при перевозке и монтаже заводского блока, но особенно он проявляется в работе балки в составе пролётного строения при воздействии на него временной подвижной нагрузки. Более выигрышными в этом отношении являются двухстенчатые блоки, которые способствуют увеличению крутильной жёсткости пролётного строения. Для таких блоков нет проблемы потери устойчивости плоской формы изгиба балки (изгибно-крутильной устойчивости). В целях предотвращения изменения заданной геометрической формы блока при перевозке и монтаже внутри блока устанавливают дополнительную диагональную связь. Эти временные монтажные связи по окончании монтажа пролётного строения демонтируют.

Часто балочные сплошностенчатые пролётные строения монтируют методом продольной надвижки. При таком способе монтажа несколько пролётных строений на насыпи подходов к мосту временно объединяют в единую неразрезную систему. Для этого на торцевых участках концевых блоков устраивают отверстия, используемые в дальнейшем для установки соединительных накладок. После монтажа эти накладки удаляют.

источник

Добавить комментарий