Коэффициент х определяется на основании графика (рис. 10), из которого видно, что увеличение ширины окна а значительно больше влияет на уменьшение жесткости, чем увеличение его высоты l.
рис. 10. Значения коэффициентах, определяющего уменьшение жесткости балок коробчатого сечения, ослабленных прямоугольными окнами/
При переходе к рассмотрению тонкостенных балок следует отметить, что работа балок замкнутого сечения незначительно отличается от работы сплошных балок при условии, что не происходит деформации по контуру.
Для тонкостенных балок открытого сечения принцип сохранения плоских сечений во время деформации имеет ограниченное применение. Он подходит лишь для случаев, когда равнодействующая проходит через центр поперечных сил. В противном случае балка подвергается одновременному изгибу и кручению, причем сечение, которое перед деформацией было плоским, искривляется. В балке возникают дополнительные нормальные и касательные напряжения, которые иногда получают значительную величину. Для балок открытого профиля следует различать кручение чистое и сложное.
Чистым называется кручение, при котором все поперечные сечения балки свободны от нормальных напряжений, а касательные напряжения одинаково расположены во всех сечениях (рис. 11).
рис. 11. Примеры балок, подвергающихся чистому кручению (а, б); распределение напряжения в двутавровой балке, под вергающейся кручению (в).
Сложным называется кручение, при котором существуют преграды, мешающие свободному искривлению поперечных сечений. Перемещение точек профиля вдоль оси балки затруднено, в связи с этим возникают нормальные напряжения.
Уменьшить свободную деформацию поперечных сечений балки или полностью ее устранить можно различными способами: соединением концов профиля жесткой перегородкой (рис. 12, а); размещением жестких поперечных ребер (рис. 12, б); жестким креплением одного (рис. 12, в) или двух концов балки (рис. 12, г); изменением размеров поперечного сечения вдоль длины балки и т. д.
|
рис. 12. Примеры балок, подвергающихся сложному кручению: а, б -- балки с перегородками; в - балка, закрепленная одним концом; г - балка с двумя закрепленными концами; д - балка, подвергающаяся чистому кручению (для сравнения).
|
рис. 13. Изгибающие напряжения в полках двутавровой балки, подвергающейся сложному кручению.
рис. 14. Схема сложносоставной балки.
|
Сложный вид кручения можно назвать также изгибающим, так как появление нормальных напряжений в поперечных сечениях наряду с дополнительными срезывающими напряжениями вызывает изгиб продольных элементов балки. Такое явление не наблюдается при чистом кручении.
При сложном кручении на полках двутавровой балки появляются продольные напряжения, неравномерно распределенные по их ширине. Вследствие этого полки подвергаются изгибу таким образом, что верхняя и нижняя полки изгибаются в разные стороны по отношению к горизонтальной оси. График нормальных напряжений вследствие изгиба во время кручения двутавровой балки представлен на рис. 13. Из него-видно, что на верхнюю полку действует изгибающий момент в одном направлении, а на нижнюю - такой же момент в обратном направлении.
Для сравнения на рис. 12 была показана деформация двутавровых балок, одна из которых повергалась сложному кручению при двустороннем креплении (рис. 12, г), а другая -- свободному кручению (рис. 12, д).
Теория расчетов тонкостенных балок, подвергающихся одновременно изгибу и кручению, разработана Власовым, а также Вагнером и Капусом. Следует подчеркнуть, что ввиду частого применения тонкостенных отливок вопрос методики их расчетов становится весьма актуальным.
Расчет сложносоставных балок (рис. 14) также не рассматривается; соответствующие данные можно найти в литературе
Опубликовано: 2014.09.01 Обновлено: 2014.09.21 | 
