4.13. Расчет монтажного стыка главной балки на высокопрочных болтах

Соединение будем выполнять из высокопрочных болтов М36 ГОСТ 22356-77* из стали 40Х «селект» и накладках, каждый пояс перекрываем 3-мя горизонтальными накладками, а стенку двумя вертикальными. Встык поперечная сила равна 0, изгибающий момент МАХ. Он распределяется между поясами и стенкой прямо-пропорционально их жесткостям.

М_мах=2572,70кНм

Изгибающий момент, воспринимаемый поясами:

кН*см

Расчетное усилие в поясе:

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

где: R_bh=0,7·R_bun=0,7×75=52,5кН/см² – расчетное сопротивление высокопрочного болта (таб. 61* [3]) для болтов d=36мм;

A_bn=8,16см² – площадь сечения болта нетто (таб.62* [3]);

γ_b=1 – коэффициент условий работы соединения при количество болтов в первом приближении n≥10 (п. 11.13* [3]);

μ=0,42 – коэффициент трения (по таб. 36* [3]);

γ_h=1,02 – коэффициент надежности для способа очистки двух соединяемых поверхностей газопламенного без консервации и способе регулирования натяжения болтов по углу поворота гайки.

Необходимое количество болтов на полунакладке:

где: k_тр=2 – количество поверхностей трения, соединяемых элементов. Принимаем количество 8 болтов. Полученное количество болтов ставим по каждую сторону от центра стыка, т.е. на каждой полунакладке.

По таб.39 [3] определяем минимальные расстояния:

между центрами болтов в любом направлении a_min,1=2,5·d_отв=2,5×38=95мм.

расстояние от центра болта до края элемента a_min,2=1,3·d_отв=1,3×38=49,4мм.

Принимаем a_min,1=100мм и a_min,2=60мм.

Пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 800х400x20мм и две 800х180x20мм.

Общая площадь сечения:

37,5*2,6=97,5 см²

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d_отв=38 мм. По краю стыка пояс ослаблен четырьмя отверстиями:

– необходима проверка

Поясные соединения удовлетворяют. Толщина пояса удовлетворяет.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:

Условие выполняется. Толщина накладок удовлетворяет.

Расчёт стыка стенки:

Изгибающий момент, воспринимаемый стенкой главной балки:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

Коэффициент стыка:

где: m=2 – количество вертикальных рядов болтов на полунакладке;

k_тр=2 – количество поверхностей трения.

Принимаем количество болтов в одном вертикальном ряду k =6 при α=0,619<1.4 (таб.7.9 [9]).

В соответствии с требованиями таб. 39 [3] назначаем шаг болтов а_min=2,5d=2,5*38=95мм. Но расстояние между крайними рядами болтов сохраняем прежним а_max=1000мм.

Проверяем МАХ усилие в крайних рядах болтов:

Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 1100х410х10мм.

Усилие натяжения

4.14. Расчет опорной части главной балки

Главная балка примыкает к колонне сбоку, опираясь на опорные столики, соединяется с колонной на болтах нормальной точности, которые устанавливаем конструктивно без расчета. Класс стали опорного ребра, принимаем такой же, как класс стали стенки главной балки С255. Выступающую вниз часть опорного ребра принимаем а_р= 30 мм.

Так как толщина опорного ребра еще не определена и соотношение величин а_р и 1,5t_p неизвестно, в первом приближении, принимая а_р≤1,5t_p, определяем толщину ребра из условия смятия:

где

R_p=R_un/γ_m=37/1,025=36,1кН/см².

R_un=37кН/см² – нормативное временное сопротивление стали С255 широкополосного листового универсального проката толщиной от 20 до 40мм (таб.В.5 СП 16)

Ширину опорного ребра принимаем равной ширине пояса в месте изменения сечения главной балки b_p= =37,5 см. Толщина опорного ребра равна:

Проверяем а_р≤1,5t_p, а_р= 30 мм > 1.5х6,2=9,3 мм → условие смятия не выполняется, определяем размеры опорного ребра из условия сжатия:

Проверяем а_р≤1,5t_p, а_р= 30 мм < 1.5х10=15мм → условие не выполняется.

В соответствии с сортаментом принимаем прокат полосу 22х240

Проверяем опорную часть балки на устойчивость из плоскости:

Устойчивость опорной части балки обеспечена.

Вычислим толщину ребра по формуле свода правил:

Геометрические характеристики опорного участка стенки балки:

где:

Гибкость опорного участка равна:

По таб. Д.1 СП16 для найденного значения гибкости и расчетного сопротивления R_y=23кН/см² определяем интерполяцией коэффициент продольного изгиба φ=0,957.