5. Расчет соединения пояса главной балки со стенкой

Пояс балки со стенкой соединяется двусторонними сварными швами, выполненными автоматической сваркой в «лодочку», ГОСТ 11533-75, под флюсом, сварочная проволока Св-10ХГ2СМА.

Рисунок 9 – Сварное соединение главной балки

со стенкой колонны

Определяем срезывающее усилие на 1 погонный сантиметр одного шва:

(кН/см) (5.1)

где N – срезывающее усилие, кН/см;

Q – расчетная поперечная сила в опорном сечении, кН;

S_f – статический момент инерции сечения пояса относительно нейтральной оси, см³;

I_х – момент инерции сечения, см⁴

5.1. Расчет прочности сварного соединения

Сварные швы таврового соединения рассчитывают по 2 плоскостям.

Рисунок 10 – Сварной шов таврового соединения

1 – по металлу шва; 2 – по линии сплавления.

Для 1^ого сечения (по металлу шва):

(5.3)

Для 2 ^ого сечения (по линии сплавления):

(5.4)

где k_f – катет шва, определяющийся в зависимости от толщины свариваемых деталей, способа сварки, типа соединения (см. таблицу 4.5, Горев В.В. 1 том);

β_f, β_z – коэффициенты проплавления (см. таблицу 34, СНиП II-23-81);

β_f =0,7; β_z = 1;

l_w – расчетная длина шва, l_w=1см;

γ_wf, γ_wz – коэффициенты условия работы шва, принимаем равные 1;

γ_wc – коэффициент условия работы конструкции, принимаем равным 1;

R_wf, R_wz – расчетные сопротивления по металлу шва (приложение 2, Горев В.В. 1 том), из зоны сплавления (приложение 1, Горев В.В. 1 том);

R_wf=20 (кН/см)²;

R_wz=22 (кН/см)²;

k_f=0,4 (см).

Все условия выполняются, прочность 1 п.м. шва обеспечивается.

5. Расчет крепления балки настила к главной балке

Балки настила своими стенками прикрепляются к ребрам жесткости главных балок при помощи болтов, размещаемых в один вертикальный ряд.

Рисунок 10 – Сопряжение главной и второстепенной балок

1 – главная балка; 2 – второстепенная балка; 3 – ребро жесткости

По условию данного курсового проекта необходимо рассчитать прикрепление балок настила к главным балкам в двух вариантах.

1. на болтах нормальной и грубой точности;

2. на высокопрочных болтах

1 вариант

Расчет количества болтов грубой и нормальной точности

, шт (6.1)

Q^max = 282,7 (кН) – максимальная поперечная сила на опоре второстепенной балки ;

- коэффициент условий работы;

N_bmin – меньшее из расчетных усилий, которое может быть принято одним болтом грубой и нормальной точности из условий среза или смятия.

Расчет на срез

, кН (6.2)

R_bs= 15(кН/см)² - расчетное сопротивление болта на срез (Горев В.В том 1, Приложение 3.1);

=0,9 – коэффициент условия работы болта на срез;

d – принятый диаметр болта. Принимаем d=2,4 (см).

Расчет на смятие

- сумма минимальных толщин, соединяемых элементов;

R_bp=52,5 (кН/см²) для С285 - расчетное сопротивление болта смятию (Горев В.В. том 1, Приложение 1).

(6.4)

2 вариант

Расчет количества высокопрочных болтов

(6.5)

(6.6)

- расчетное сопротивление высокопрочного болта сталь 40Х;

=0,8 – коэффициент условий работы высокопрочного болта;

=3,59 – площадь поперечного сечения болта нетто диаметром 2,4 (см);

=0,58 – коэффициент трения для соединения элементов;

=1,35 – коэффициент надежности болтового соединения;

Рисунок 11 – Сопряжение главной балки со второстепенной балкой с помощью двух высокопрочных болтов.

_{Для крепления балки настила к главной балке принимаем болтовое соединение на двух высокопрочных болтах диаметром 24 мм.}