Накладки поясов

Накладки поясов

К поясам прокатных стальных балок часто приваривают накладки для увеличения момента сопротивления сечения и, следовательно, прочности балки при изгибе. Аналогичные накладки иногда приваривают и к поясам сварных балок, хотя в этом случае удобнее изменять момент сопротивления сечения балки путем соответствующего изменения толщины или ширины поясов. Приваренные накладки существенно понижают предел выносливости прокатных балок. Например, при наличии накладок, приваренных к поясам балки на протяжении всего пролета угловыми швами, предел выносливости балки при изгибе с режимом нагружения, соответствующим пульсирующему циклу растяжения в нижнем поясе, составляет при 2-Ю6 циклов до разрушения всего 64% предела выносливости простой   прокатной балки.

В случае приварки накладок к поясам прерывистыми угловыми швами предел выносливости при 100-103 циклов до разрушения приблизительно совпадает с пределом выносливости балки с накладками, приваренными непрерывными угловыми швами. Однако при числе циклов до разрушения 2-Ю6 предел выносливости балки с накладками, приваренными прерывистыми швами, значительно ниже, чем с накладками, приваренными непрерывными швами, ,и составляет около 50% предела выносливости простой прокатной балки. Прочитать остальную часть записи »

Сварные балки

Сварные балки

В технической литературе приводятся данные большого числа испытаний на усталость при изгибе двутавровых сварных балок, изготовленных с имитацией различных деталей конструкции. Испытанные балки можно классифицировать следующим образом:

1. Прокатные балки:

а) без приваренных деталей (простые балки);

б) с ребрами жесткости;

в) с приваренными к поясам деталями малой протяженности, имитирующими крепление поперечных балок, стоек, раскосов и аналогичных элементов;

г) с накладками на всей длине или на части длины пояса;

д) со стыковыми сварными соединениями.

2. Сварные балки:

а) без креплений;

б) с различными ребрами жесткости;

в) с поясами из специальных прокатных профилей;

г) со стыковыми сварными соединениями;

д) с накладками на поясах;

е) изготовленные из различных материалов.

Максимальная высота балки, которую можно испытать на этой машине, составляет 610 мм. Тем не менее, результаты испытаний балок такой высоты позволяют достаточно точно оценить поведение реальных балочных  конструкций. Доказательством этого служит очень хорошее совпадение результатов лабораторных испытаний балок и натурных испытаний конструкций мостов, выполненных по программе Американской ассоциации инженеров автострад. Прочитать остальную часть записи »

Результаты испытаний и проектирование балок

Результаты испытаний и проектирование балок

Непосредственное использование данных лабораторных испытаний балок применительно к условиям эксплуатации реальных конструкций затруднительно. Тем не менее внимательный анализ и экстраполяция данных испытаний позволили разработать практические методы проектирования и технические условия на элементы конструкции балок.

Все детали конструкции балки, связанные с ее изготовлением, понижают предел выносливости готовой балки по сравнению с пределом выносливости исходного материала, причем степень понижения зависит от конкретных деталей конструкции. Перечень наиболее важных деталей конструкции балок с приближенной оценкой их влияния на предел выносливости сварных балок при пульсирующем цикле растяжения в одном из поясов и числе циклов до разрушения 2•106. Из перечисленных деталей конструкции только накладки на части длины пояса или иные детали, вызывающие концентрацию напряжений сходной интенсивности, понижают предел выносливости балки до очень малых значений.

Балки мостов и других сооружений, работающих при переменных нагрузках, редко подвергаются в эксплуатации усталостному нагружению, настолько неблагоприятному, как при испытания. Прочитать остальную часть записи »

Балки с ребрами жесткости

Балки с ребрами жесткости

Проведено большое число усталостных испытаний балок с целью изучения влияния приваренных ребер жесткости. При этом сравнивались балки с ребрами жесткости на одной и обеих сторонах стенки, с ребрами, приваренными к растянутому поясу и обрезанными на небольшом расстоянии от него; с приваренными непрерывным и прерывистым швом. Большинство усталостных испытаний балок с ребрами жесткости было проведено при условиях нагружения, соответствующих пульсирующему циклу растяжения в нижнем поясе. Результаты испытаний, проведенных с пятью типами ребер жесткости, где по оси ординат отложено максимальное напряжение в крайнем волокне балки (не обязательно совпадающее с напряжением в точке разрушения). На рисунке видно, что все испытанные балки имели приблизительно одинаковую изгибающую несущую способность, однако поскольку разрушения различных балок происходили в разных точках по длине пролета, то предел выносливости балок в точках разрушения был не одинаков.

При анализе данных усталостных испытаний балок с ребрами жесткости необходимо учитывать несколько обстоятельств. Прочитать остальную часть записи »

Тонкостенные сварные балки

Тонкостенные сварные балки

Испытания, проведенные в последнее время в Бельгии и в Лихийском университете, показали, что сварные балки с тонкой стенкой успешно работают при статических нагрузках благодаря полю растяжения в стенке, возникающему после потери устойчивости. Однако в условиях переменной нагрузки поперечные деформации тонкой стенки вызывают появление местных напряжений изгиба в местах приварки стенки к поясам и ребер жесткости к стенке. Наложение этих напряжений на напряжения от общего изгиба балки в сочетании с касательными напряжениями в стенке понижает прочность стенки при переменных напряжениях.

Характер разрушения тонкостенной сварной балки с ребрами жесткости отличается от рассмотренного характера разрушения балок с более толстой стенкой. Тонкостенная балка разрушается по стенке вдоль кромки сварного шва крепления ребра жесткости к стенке или стенки к поясу, тогда как в балках с большей толщиной стенки усталостная трещина при относительно высоких напряжениях сдвига распространяется перпендикулярно направлению растягивающего главного напряжения. Прочитать остальную часть записи »

Явление усталости

018 001 032 027 gazoviy-kotel 022
Усталость конструкций
Сопротивление усталости