14. Расчет стыков металлических балок.

Различают несколько стыков:

1. Заводские стыки, которые выполняют на заводе металлоконструкций, в случае, если имеющийся прокат меньше требуемой блины балки

2. Монтажный (укрупнительный) выполняемый на месте монтажа при соединении отправочных элементов

Заводские выполняют сварными, а монтажные на сварке, заклепках, болтах.

Характерные решения стыков балок:

1. Встык.

Наиболее простой тип стыка применяется при соединении прокатных и составных балок, в случае ручной сварки, с обычным способом контроля шва, расчетное сопротивление шва меньше сопротивления стали Ruy≈0,85Ry. Такие швы располагаются в месте, где действующий изгибающий момент меньше максимального (не менее чем на 15% и более).

Для уменьшения сварочных напряжений в стыках больших составных балок применяют специальные технологические мероприятия: в таком стыке сначала сваривают швы стенок, затем поясов, которые имеют наибольшую поперечную усадку.

На заводе оставляются незаваренными участки поясных швов, длиной примерно 500 мм, которые дают возможность вытягиваться поясным листам при усадке швов.

2. Встык с усилением полок накладками.

Такой стык применяют для прокатных и составных балок. Накладки позволяют получать равнопрочный стык при прямых швах в поясах. Расчетный момент в стыке воспринимается швами и накладками: , где W - расчетный момент сопротивления в сечении балки, R_uy – расчетное сопротивление стыковочного шва, N_н – усилие в накладке, h – высота балки. рассчитываются угловые швы, прикрепляющие накладку на каждую сторону стыка, на усилие в накладке.

Сварку начинают со стенки, а затем переходят к полкам и накладке.

3. При помощи накладок Достоинством такого стыка является простота выполнения, не требующая тщательной подгонки торцов, разделки кромок, однако такой стык рекомендуется применять только при статических нагрузках из-за большой концентрации напряжений. Изгибающий момент в этом стыке передается через поясные накладки, а поперечная сила – через двусторонние стеновые накладки. Усилие в поясной накладке определяются: Угловые швы, прикрепляющие накладку к поясу, проверяются на усилие N_нп. Сечение накладки на стенках принимается конструктивно, ее толщина принимается примерно равной толщине стенки балки, ширина 130÷200 мм, при большой поперечной силе швы в стеновой накладке проверяются на срез.

4. Болтовые стыки балок. Принимаются для стыковых сварных, клепаных и балок на болтах при монтаже для соединения отправочных элементов. В основном применяются стыки на высокопрочных болтах. Накладки на стенках рассчитываются на часть изгибающего момента, приходящегося на стенку, а так же на всю поперечную силу Q. В соответствии с теорией плоских сечений, горизонтальные усилия в болтах возрастают от нейтральной оси по линейному закону, т.е. наибольшее усилие возникает в крайнем болте от изгибающего момента стенки, а так же в этих болтах возникают вертикальные усилия от поперечной силы Q, которая распределяется равномерно между всеми болтами накладки. , где m – число вертикальных рядов на накладке по 1 сторону стыка – min рядов 2. - расстояние между рядами - n – число болтов в накладке по 1 сторону стыка. равнодействующее усилие, приходящееся на 1 крайний болт будет равно: N_min – усилие, воспринимаемое болтом Для стыков кроме болтов повышенной точности, можно применять высокопрочные болты. Число вертикальных рядов по 1 сторону стыка должно быть не менее 2, шаг между вертикальными рядами следует брать минимальным, чтобы не увеличивать размеры стыка. Шаг между горизонтальными рядами принимают увеличенным и желательно, что бы он был кратным основному шагу болтов, принятому для балки. Толщину накладки принимают на 2-4 мм меньше толщины стенки балки, но не менее 6-8 мм.