3.8.1Пример 11. Сконструировать и рассчитать опорную часть балки, рассмотренной в примере 6.

Ширину опорного ребра принимаем равной ширине пояса уменьшенного сечения балки: . Тогда:

см².

Ребро крепится к стенке полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С. Размер выступающей части опорного ребра принимаем 20 мм. Из условия смятия (3.21) находим

см.

Принимаем ребро из листа 320×12 мм.

Рисунок 13 – Вариант опорной части балки

Площадь см² > см².

Проверяем устойчивость опорной части

см;

см⁴;

(моментом инерции участка стенки шириной пренебрегаем ввиду его малости)

см²;

;

По таблице Б.5 находим путем интерполяции

кН/см²<R_y=23 кН/см².

Проверяем местную устойчивость опорного ребра

см;

Подбираем размер катета угловых швов по формуле:

откуда

см = 7 мм, где

кН/см²; кН/см²;

Проверку по металлу границы сплавления делать не нужно, так как . Принимаем мм.

3.9Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки

Конструирование сварного стыка заключается в выборе способов разделки стыкуемых кромок, зазоров в стыке и последо­вательности сварки швов в стыке. В большинстве случаев укрупнительный стык выполняется без физических методов контроля сварки. Стык растянутого пояса проектируется с равнопрочным косым стыковым швом (тангенс угла наклона линии стыка к оси пояса равен 2). Стык сжатого пояса выполняется прямой.

Стык на высокопрочных болтах (рисунок 14) выполняется в среднем сечении (Q(x=l/2) = 0). Конструирование стыка заключается в выборе диаметров и материала болтов, размеров накладок поясов и стенки, размещения болтов и способов обработки стыкуемых поверхностей. Расчет стыка состоит в определении количества болтов в стыке поясов и в проверке прочности стыка стенки по усилию в наиболее нагруженном болте. Расчетное усилие на один болт по п. 15.3.3[1], которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, определяется по формуле

(3.23)

где – расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению, ; значения принимаются по табл. Б.6 в зависимости от принятой марки стали для болтов;

– коэффициенты трения и надежности, соответственно, принимаемые по таблице Б.8;

– площадь сечения болта нетто, определяемая по таблице Б.9.

Рисунок 14 – Схема монтажного стыка на высокопрочных болтах

Количество высокопрочных болтов в стыке поясов определяется по п.15.3.4

, (3.24)

где K – количество поверхностей трения в стыке;

– коэффициент условий работы;

– коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов n.

N – расчетное усилие на стык, которое приближенно определяется по формуле

(3.25)

Можно также принимать , где .

Усилие в наиболее нагруженном болте в стыке стенки определяется, исходя из доли момента, воспринимаемой стенкой по формуле

(3.26)

где – количество вертикальных рядов болтов с одной стороны стыка стенки;

– расстояние между крайними ботами в вертикальном ряду;

– расстояния между парами симметрично расположенных болтов (рисунок 14).

3.9.1Пример 12. Спроектировать стык на высокопрочных болтах главной балки, рассмотренной в предыдущих примерах

Принимаем болты диаметром 20 мм, площадь сечения болта нетто  см², отверстия диаметром 23 мм. Сталь для болтов по таблице Б.9 40Х «Селект»,  кН/см². Способ подготовки поверхности - газопламенный без консервации, способ регулирования натяжения - по углу поворота гайки. Для этих условий по таблице Б.8 имеем ; . Тогда

Q_bh= кН.

Стык поясов перекрываем накладками из стали С245 сечением 550×12 с наружной и 2×260×12 с внутренней стороны поясов. При этом суммарная площадь сечения накладок см², что несколько больше площади сечения поясов.

Усилие в поясах кН.

Требуемое количество болтов в стыке поясов

Принимаем 18 болтов. Ставим их, как показано на рисунке 14, в соответствии с требованиями таблицы Б.10.

Стык стенки перекрываем парными накладками из листа t =10 мм. Болты ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны стыка на расстоянии в ряду a = 100 мм (максимально допустимое расстояние мм. Число болтов в ряду 16 шт. см. Момент, приходящийся на стенку, равен

кНм;

Проверяем прочность болтового соединения на сдвиг

кН.