P3041005

Al 13. Honosymetryczne przekroje belek

w którym:

A_p — pole przekroju nakładki,

A,, W', — pole i wskaźnik wytrzymałości przekroju wzmacnianego, Wj, W2 — wskaźnik wytrzymałości większej i mniejszy przekroju

wzmocnionego.

c — połowa wysokości przekroju wzmocnionego.

Znając pole nakładki A_p można obliczyć przybliżone wartości wskaźników wytrzymałości

Wj = W; +1 A_/; • c

(5.77)

Wzory (5.76), (5.77) wyprowadzono na podstawie analizy porównawczej cech geometrycznych przekroju wzmacnianego i wzmocnionego. Nośność obliczeniową przekroju monosymetrycznego klasy 1,2 belki jednokierunkowo zginanej należy obliczać wg wzoru:

(5.78)

przy czym:

Wmiri — mniejsza wartość wskaźnika wytrzymałości

W=min(Wi,W2) lub W^n = min (W_c, W_t),

, W, — wskaźnik wytrzymałości włókien ściskanych, rozciąganych.

Współczynnik Op można stosować tylko wtedy, gdy pola strefy ściskanej i rozciąganej są równe, czyli A_c=A_ł = 0,5A. W innym przypadku Op = l.

Nośność obliczeniową przekroju klasy 3 należy obliczać wg wzoru (5.78), przyjmując a_p = 1.

Nośność obliczeniową przekrojów klasy 4 należy obliczać wg wzoru:

O jeśli W_c < W_t

(5.79)

W_{c m} — wskaźnik wytrzymałości włókna ściskanego przekroju nie zredukowanego;

□ jeśli W_c > W_t

(5.80)

w którym:

V — współczynnik redukcji, którego wartość nałoży ustalać wg zasad podanych w p.4.3.

W normie nie ustalono maksymalnej wartości współczynnika Op, w normach europejskich przyjmuje się Op = 1,25. Nośność belki należy sprawdzić wg zasad podanych w p.5.5. Rozwinięcie podstaw teoretycznych do obliczeń konstrukcji wzmacnianych podano w pracy (411.

Przykład 5.12

Należy wzmocnić belki stropowe w adaptowanym budynku. Istniejące belki zo siali 8138 o przekroju 1 450 są zabezpieczone konstrukcyjnie przed zwichrzeniem. Zwiększone obciążenie wywołuje maksymalny moment zginający w belce równy 500 kNm. Ze względów konstrukcyjnych można wzmocnić tylko półkę dolną belki.

^Rozwiązanie

Przyjęto nakładkę ze stali SOSY o wytrzymałości obbezerwowej h 205 MPa Wt: I 450 = 2040 cm³ Ą: I 450 * 147 cm² Potrzebny wskaźnik wytrzymałości:

»=^S

Połę przekroju nakładki może być wyliczone ze wzoru (5.76b). gdyż wzmacniany jest pas rozciągany:

Przyjęto nakładkę o wymiarach 250x40 mm i polu 100 cm².

Szerokość półki I 450 jest równa 170 mm. więc nakładka 250x30 mm może być przyspawana do półki spoiną pachwinową podołną.

Zarówno nakładka jak i ścianki dwuteownika są przekrojami klasy 2. Przesunięcie osi obojętnej jest następujące:

Moment bezwładności wzmocnionego przekroju jest równy: /, * 45850 ♦ 147 9,9* ♦ 100 14.6*= 81573.5 cm⁴ Wskaźniki wytrzymałości:

W_c= W\ =

81573,5

32,4

= 2517.7 cm³

815733

16,6

=4914.1 cm³

Wwn = 2517,7 cm³

Por»ewa2 przekrój jest klasy 2. nośność obliczeniową przekroju obfaczono wg wzoru (5.78). = Op • Mifain id

Przyjęto ap* 1, gdyż Ac* At

Mr = 2517,7 0,205 = 516,1 kMm Nośność belki jednokierunkowo zginanej — ft = 1:

5.14. Belki niesymetryczne

Przykłady zarysów niesymetrycznych przekrojów poprzecznych belek pokazano na rys.5.39. Przekroje mogą być pojedynczymi kształtownikami (rys.5.39a) lub złożonymi z dwu (rys.5.39b, cl, a nawet więcej kształtowników.

Belki o przekrojach niesymetrycznych mąją zastosowanie bardzo zróżnicowane. Belka o przekroju pojedynczego kątownika (równoramiennego