3. Расчет сварных швов, соединяющих полки со стенкой

Поясные угловые швы выполняем двусторонними. Применяем сварку автоматическую двустороннюю сварочной проволокой СВ-08, , , , . Расчет ведем по границе сплавления, т.к.

Катет сварного шва определяем на участке с измененным сечением пояса:

,

где - продольное усилие сдвига пояса относительно стенки; - статический момент сдвигаемой площади относительно нейтральной оси; - коэффициент условий работы шва; - коэффициент условий работы.

Принимаем

2.4. Расчёт опорного ребра.

При разрезной схеме балок предпочтение отдают решению с торцевым опорным ребром, достоинство которого является чёткая передача реакции. Опорное ребро рассчитываем на смятие торцевой поверхности:

, где

— опорная реакция главной балки;

- расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки) (при ).

Принимаем ширину ребра равной ширине полки балки и находим толщину ребра:

Окончательно примем толщину опорного ребра .

Принимаем а = 20 мм.

Участок балки над опорой рассчитываем на продольный изгиб из плоскости стенки, как центрально-сжатый стержень, на действие опорной реакции V:

, где

— расчётная площадь условного стержня

— коэффициент продольного изгиба.

В расчётное сечение стержня включают рёбра жёсткости и участки стенки балки шириной не более

Расчётная длина стойки равна высоте стенки l₀ = h_w =120 см. Гибкость условного стержня для определения коэффициента продольного изгиба φ :

, где

— момент инерции условного стержня относительно оси стенки.

Используя таблицу для коэффициентов φ продольного изгиба центрально-сжатых элементов находим коэффициент φ = 0,956 (сталь с расчётным сопротивление 240 МПа).

Высоту катетов сварных швов K_f, прикрепляющих опорное ребро к стенке, рассчитываем на восприятие опорной реакции V:

, где

n — количество швов n = 2;

— длина сварного шва;

— коэффициент, учитывающий неполномерность шва;

— расчётное сопротивление металла шва на срез;

— коэффициент, учитывающий работу стали при t⁰ = -40 ⁰C

Принимаем электроды Э 42 для которых

Принимаем катет шва

2.4. Монтажный стык балки.

Место выполнения монтажного стыка балки примерно в 1/3 пролёта балки.

Поскольку поднастильные балки ложатся на главную балку с шагом 100 см ,то монтажный стык рационально расположить между двумя поднастильными балками. Таким образом, монтажный стык главной балки располагаем на расстоянии х = 3,2 м от начала балки.

Расположение монтажного стыка балки.

Определяем значения момента и поперечной силы в месте стыка

Определяем момент, воспринимаемый полкой и стенкой главной балки:

, где

— полный момент в стыке;

— момент инерции двух поясов принятого сечения главной балки;

— момент инерции стенки главной балки;

— полный момент инерции сечения главной балки.

Определяем усилие, воспринимаемое горизонтальной накладкой:

В соответствии со СНиП II-23-81* “Стальные конструкции. Нормы проектирования” принимаем для главной балки ГБ марку стали 09Г2, класс стали С245, .

Определяем сечение горизонтальной накладки:

Принимаем толщину накладки по сортаменту на прокатную сталь равную

.

Стык осуществляется на высокопрочных болтах из стали 38ХС.

Из СНиПа выбираем высокопрочный болт из стали 38ХС диаметром 20 мм и площадями:

;

— временное сопротивление.

Расчётное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, равняется:

, где

— расчётное сопротивление высокопрочного болта на растяжение. ;

— площадь болта нетто;

— коэффициент условий работы соединения ( при ; при ; при ) n — количество болтов;

— коэффициент надёжности;

— коэффициент трения, зависящий от характера обработки поверхностей соединяемых элементов.

Способ обработки — пескоструйный, статическая нагрузка, зазор между болтом и отверстием

Число высокопрочных болтов в соединении поясов:

, где

z — число поверхностей трения.

Принимаем чётное количество болтов и размещаем их как показано на рис.

Принимаем толщину вертикальной накладки равной 0,8 h_w = 1 cм. Равномерно располагаем чётное количество болтов в один ряд на вертикальной накладке с расстоянием между болтами а = 120 мм.

Усилие, действующее на каждый болт, расположенный на половине накладки от поперечной силы:

Проверяем усилие, действующее в наиболее напряжённых крайних болтах от момента:

,где

— сумма квадратов расстояний между болтами, равноудалёнными от нейтральной оси балки.

Находим результирующее усилие в крайних болтах:

Находим необходимое количество рядов болтов:

Принимаем по одному ряду высокопрочных болтов с каждой стороны накладки.