40. Расчет поясных сварных швов составных балок.

О расчете составных балок

В строительной практике, а также в самолетостроении, судостроении и т. д. встречаются балки, однородные в отношении материала, но не представляющие собой монолитного стержня. Это, главным образом, сварные (рис.8.63,а) и клепаные (рис.8.63,б) балки двутаврового сечения. Такие балки состоят из трех основных частей: двух поясов и стенки. Стенка 1 представляет собой вертикальный лист (рис.8.63). Пояса 2 сварной балки (рис.8.63) — это горизонтальные листы большей по сравнению со стенкой толщины.

а	б

Рис.8.63. Сварная и клепаная балки

Пояс клепаной балки в свою очередь состоит из нескольких деталей  поясного листа и поясных уголков 3(рис.8.64).

Рис.8.64. Пояс клепаной балки

Отдельные части составной балки скрепляют в одно целое при помощи соединительных элементов. Соединительным элементом сварной балки есть сварной шов 3 (рис.8.63). В клепаной балке соединительными элементами являются поясные заклепки 4, а также заклепки 5, соединяющие поясные листы с поясными уголками (рис.8.64).

При расчете на прочность составных балок нужно удовлетворить следующим требованиям:

1.    Сечение в целом должно иметь необходимую прочность.

2.    Листы поясов, а особенно стенки составных балок представляют собой тонкостенные элементы и способны при сжатии (пояса) или при сдвиге (стенки) терять устойчивость, коробиться. Чем меньше толщина листов и чем больше длина свисающей части с поясных листов, тем меньшую нагрузку может выдержать балка без опасности коробления листов. Поэтому необходимо ограничивать величину   (рис.8.63) и не принимать для листов слишком малую толщину. Чтобы предотвратить потерю устойчивости стенки, ставят уголки или ребра жесткости.

3. Соединительные элементы должны обладать достаточной прочностью.

Расчет поясных сварных швов.

Полки составных сварных балок соединяют со стенкой на заводе автоматической сваркой. Сдвигающая сила на единицу длины

,

Для стали С375 по табл. 55^* СНиП II-23-81^* принимаем сварочную проволоку Св-10НМА для выполнения сварки под флюсом АН-348-А.

Определим требуемую высоту катета К_f поясного шва "в лодочку".

1. Расчет по металлу шва.

Коэффициент глубины провара шва _f =1,1 (СНиП II-23-81^*, табл.34)

Коэффициент условия работы  _wf = 1 (СНиП II-23-81^*, пп. 11.2)

Расчетное сопротивление металла R _wf =240 МПа

_f  _wf R _wf = 1,1 1240 = 264 МПа

2. Расчет по металлу границы сплавления.

Коэффициент глубины провара шва _z =1,15 (СНиП II-23-81^*, табл.34)

Коэффициент условия работы  _wz = 1 (СНиП II-23-81^*, пп. 11.2)

Расчетное сопротивление металла R _wz =0,45 R _un = 0,45 490 = 220,5 МПа

_z  _wz R _wz = 1,1 1220,5 = 253,6 МПа

Сравнивания полученные величины, находим

(  _w R _w)_min = 253,6 МПа

Высота катета поясного шва должна быть не менее

k_f ≥ 0,8 мм

По толщине наиболее толстого из свариваемых элементов (t_f = 18 мм) по табл. 38 СНиП II-23-81^*, принимаем k_f =  7 мм.