1.6 Расчёт сварных швов, соединяющих пояса со стенкой

Рисунок 1 – Балка сварная

При работе балки на изгиб в сварных швах, соединяющих пояса со стенкой, возникают сдвигающие усилия Т, которые вызывают касательные напряжения .

Определяем величину сдвигающего усилия на длине 1 см балки Т, кН, по формуле

кН , ( 27 )

где S_пх – статический момент поясного листа, см³.

см³ , ( 28 )

где А^д_п – площадь поперечного сечения поясного листа, см²;

а – расстояние от нейтральной оси х до центра тяжести поясного листа, см.

см ( 29 )

Рисунок 2 – Сечение балки

Определяем напряжение в сварных швах ^т_w, кН/см², по формуле

( 30 )

где А_ш – площадь поперечного сечения сварных швов на длине 1 см,

см².

см² , ( 31 )

где β – коэффициент, зависящий от способа сварки;

β = 0,85;

К_f – катет сварного шва, см.

см,

Rwf=18

кН/см²,

Из конструктивных соображений принимаю катет сварного шва К_f = =0,8см.

1.7 Проверка местной устойчивости стенки балки

Местная устойчивость балки проверяется в зависимости от отношения и напряженного состояния.

При , следовательно, стенка устойчива, но нужны промежуточные рёбра жёсткости.

Определяем расстояния между рёбрами жёсткости а, мм, по формуле

мм ( 32 )

На всём пролёте балки устанавливаются парные рёбра жёсткости, расстояние а корректируется в зависимости от пролёта балки, n – количество рёбер в соответствии с рисунком 4.

Принимаем а=1 231мм.

Рисунок 4 – Установка поперечных рёбер жёсткости

Определяем ширину ребра b_p по формуле

мм ( 33 )

Определяем толщину ребра S_р, мм, по формуле

мм ( 34 )

Толщину ребра S_P по ГОСТ 82-70 принимаем равной 6 мм.

Ширину ребра b_P по ГОСТ 82-70 принимаем равной 56 мм.

1.8 Расчёт опорных частей балок

При шарнирном опирании сварных балок на нижележащие конструкции передачу опорной реакции осуществляют через парные опорные ребра, приваренные к нижнему поясу балки, к стенке (двумя вертикальными швами) и к верхнему поясу в соответствии с рисунком 5.

Рисунок 5 – Парные опорные рёбра

Размеры опорного ребра определяем из расчёта на смятие их торцов.

Площадь опорного ребра А_оп.р., см², определяем по формуле

см², ( 35 )

где – расчетная реакция опоры, кН;

– расчетное сопротивление на смятие торцевой поверхности ,кН;

= 35кН.

Принимаем толщину опорного ребра S_оп.р. = 18 мм = 1,8 см.

Ширина опорного ребра b_оп.р., см, определяется по формуле

см ( 36 )

Наименьшая ширина опорного ребра принимается b_{оп.р .}= 180 мм.

Чтобы ребро не потеряло местную устойчивость, необходимо проверить соотношение

, ( 37 )

После определения размеров ребра определяем катет сварного шва К_f, см, из условия прочности сварных швов, по формуле

, ( 38 )

где n – число сварных швов;

n = 8.

Катет сварного шва К_f принимаем равным 0,8 см.

В сварных балках вся опорная реакция передаётся на ребро через вертикальные угловые швы.

Передачу опорной реакции можно осуществить и посредством диафрагмы с фрезерованным нижним торцом, приваренной к торцу балки в соответствии с рисунком 6.

Размеры диафрагмы определяем из расчёта на смятие её торца. Площадь диафрагмы Ад, см², определяем по формуле

см² ( 39 )

Зададимся толщиной диафрагмы Sд принимаем 18 мм=1,8 см.

Рисунок 6 – Диафрагма как опорная часть балки

Определим ширину диафрагмы bд, см, по формуле

см ( 40 )

Принимаем b_д = 50 мм.

Определяем катет сварного шва К_f, см, по формуле

где n – число сварных швов;

n=4.

Катет сварного шва К_f принимаем равным 0,6 см.