81433 P3041001

5.12. Belki hybrydowe

5.12. Belki hybrydowe

Belkę spawaną z pasami ze stali wyższej wytrzymałości, np. 1SG2A. i środnikiem ze stali niższej wytrzymałości, np. StSSY, nazywa się hybrydową. Aby nie ograniczać nośności obliczeniowej przekroju belki hybrydowej niestatecznośdą miejscową środnika, uzasadnione jest projektowanie jego grubszej ścianki, a więc w klasach 1, 2, 3. Przy tych samych obciążeniach i rozpiętości przęsła koszt wykonania belki hybrydowej (z grubszym środnikiem) będzie niższy od kosztu wykonania belki homogenicznej.

b) c)

11 ii

p-*-

f)

c_

<J)

Rys.5.34. Rozkłady odŁuUłrefi i naprężeń w przekroją belki hybrydowej

Na rys.5.34 pokazano rozkład naprężeń w przekroju zginanej belki hybrydowej, przy różnych poziomach obciążenia. Początek osiągnięcia odkształceń plastycznych i granicy plastyczności ilustruje rys.5.34b, c. Jeżeli przy tym poziomie odkształceń środnika, obciążenie belki zwiększy się, to również w pasach będzie osiągnięta granica plastyczności (rys.5.34e). Dalszy wzrost obciążenia powodować będzie pełne uplastycznienie przekroju o rozkładzie naprężeń jak na rys.5.34f. Nośność przekroju belki przy zginaniu będzie sumą nośności pasów i środnika. Zgodnie z normą PN-90/B-03200 nośność obliczeniową przekroju belki hybrydowej, zginanej jednostronnie, można obliczać wg wzoru:

Mr'hyb-^Mfł M_{R w} ,    (5.66)

w którym:

Mr _t f — nośność obliczeniowa części przekroju belki złożonej z pasów,

— nośność obliczeniowa przekroju środnika.

Nośność obliczeniową pasów (środnika) należy obliczać wg wzorów:

□    dla przekroju klasy 1 i 2

*«.<*-*%*"■•*.,«;    e-⁶⁷>

□    dla przekrojów klasy 3, wg wzoru (5.67); przyjąć w nim Op = 1.

□    dla przekrojów klasy 4

“*/<«=ł^W.-A./w,    <5-6®

w których:

lf,I»t / — momenty bezwładności pasów, środnika, całego przekroju, — wytrzymałość obliczeniowa stali pasów (środnika).

Współczynniki Op, y oraz wskaźnik wytrzymałości W_e przyjmuje się w

sposób podobny jak dla belek homogenicznych.

Nośność eWkteniową środnika priy ścinaniu natoty obłicseć «| wami

(5m

Pr*y równoczesnych znacznych obciążeniach prtekrojów środnika momentami zginającymi i siłami ścinającymi nośność środnika przy konaniu i zginaniu oblicza się wg wzoru:

M\

5.89)

gdzie:

Vr — oblicza się wg wzoru (5.381,

Mo - M₀-W

Nośność belki hybrydowej należy sprawdzać wg wtóru jak dla belek homogenicznych z uwzględnieniem współczynnika zwichrzenia fg, jeżeli belka ni* będzie zabezpieczana przed zwichrzeniem.

Równio* ugięcia betek sprawdza się jak dla beWk homogenicznych. Paa ściskany belki hybrydowej jest wrażliwy na okręcanie, i*śli naprężenia na krawędziach środnika neiąggją wartości granicy plaatycsnośd K, Dopuszczając więc do osiągnięcia napręśoó uplastyczniających w przekroju belki hybrydowej, zaleca się projektowanie konaUukcyjnagn, w sposób widełkowy, zabezpieczeniu pooa śrizkoaego przed zwichrzeniem

» Przykład 5.10

Zaprojektować hybrydowy przekrót poprzeczny podaągu spawanego i Wach, w którym pasy będą ze stall 1802. a środnik ze Mol SOSY Długość otoścrentowa 15 m, obciążenie siłami skupionymi P • 500 kN w odległościach 00 Ir3 długości przęsła. Zakłada się. że dźwigar będna w sposób konałmkcyjny zabezpieczony

przed zwichrzeniem. Przyjąć ugięcie graniczne «v- jg Pomnąc apmwdzerae nośności środnika pod obciążeniem skutaonym.

^ Rozwiązanie

1. Siły wewnętrzne

Moment zginający — pominięto wpływ ciężaru własnego dźwigam

Mn»-P 3 - 500 -^•2900IMn IW-SOOkN

2. Dobór przekroju poprzecznego Ze wzoru (5.54) przyjęło r^r- 150 :

/ = 0.051 n* M/-0.061 160 2600 15,0 - 286*76 on⁴ Ze wzoru (5.55) oMczono .próbny* wskaźnik ejnymiBki pmaąu

Przyjęto o.- 1. ftffe-205MPa

Orientacyjna wysokość podciągu:

64 cm. A* 68 cm