Задача 7.2. Расчет и конструирование стрингера

Стрингеры (балки настила) являются опорами обшивки и проектируются, как правило, неразрезными на весь расчетный пролет затвора. Они образуют продольный набор каркаса, участвуют в его работе, увеличивая жесткость каркаса в целом.

Расчетный стрингер (рис. 7.2) расположен на глубине h от поверхности воды, ближние стрингеры расположены на расстояниях от расчетного стрингера. Исходные данные к вариантам (I J K) затвора приведены в табл. 7.3. Класс гидросооружения I, толщина обшивки t = 10мм.

Рис. 7.2. Схема расположения стрингеров затвора (1 – диафрагма, 2 – стрингер)

Таблица 7.3. Исходные данные к задаче 7.2

I	Глубина воды h, м	Шаг балок настила , м	Шаг балок настила , м	J	Шаг диафрагм l, м	K	Сталь, ГОСТ 27772-88
	6, 00	0, 65	0, 6				С255
	7, 00	0, 75	0, 7				С285
	8, 00	0, 85	0, 8				С345
	9, 00	0, 90	0, 9				С255
	10, 00	1, 05	1, 0				С285
	11, 00	1, 15	1, 1				С345
	12, 00	1, 25	1, 2				С255
	13, 00	1, 35	1, 3				С285
	14, 00	1, 45	1, 4				С345
	15, 00	II	1, 5				С255

7.2.1. Задание

Выполнить расчет стрингера плоского поверхностного затвора при следующих исходных данных:

– глубина воды h = 15, 00 м;

– шаг балок настила (стрингеров) ;

– шаг балок настила (стрингеров) ;

– шаг диафрагм l = 3000 мм;

– сталь С285;

– предельный относительный прогиб .

7.2.2. Решение

1. Расчетные сопротивления материала: расчетное сопротивление стали для профилей толщиной от 2 до 10 мм , ; для профилей толщиной свыше 10 мм до 20 мм , (приложение В, табл. В.5 [1]); , (приложение Д [1]).

2. Расчетная схема стрингера может быть представлена в виде многопролетной неразрезной балки. Максимальный изгибающий момент действует в сечении над первой промежуточной опорой и равен

,

где q – погонная нагрузка на балку,

;

– ширина грузовой полосы,

.

3. Стрингер рекомендуется выполнять из швеллеров, поставляемых по ГОСТ 8240-89 [3] и привариваемых полкой к обшивке. В расчетное сечение стрингера включается часть примыкающей обшивки (присоединенный поясок) шириной

.

4. Сечение стрингера (рис. 7.3) должно удовлетворять требованиям прочности и жесткости. Из условия прочности определяется требуемый момент сопротивления сечения

где – коэффициент надежности по ответственности, ;

– коэффициент условий работы, .

Рис. 7.3. Схема сечения стрингера затвора

5. Требуемый момент инерции определяется из условия равенства фактического относительного прогиба предельному относительному прогибу :

, откуда

.

6. Конструируем сечение стрингера: геометрические характеристики швеллера с присоединенным пояском обшивки определяем в табл. 7.4; сечение подобрано правильно, если фактические геометрические характеристики были больше или равны требуемым, т. е. .

7. Принимаем стрингер из швеллера с уклоном полок: [ 40/ГОСТ 8240-93 (приложение 11 [3]) с присоединенным пояском обшивки. Геометрические характеристики швеллера без присоединенного пояска: площадь ; момент инерции относительно центральной оси . Расчет геометрических характеристик сечения с присоединенным пояском приведен в табл. 7.4.

Таблица 7.4. Определение геометрических характеристик поперечного