8.Расчет узла прикрепления балки настила к главной балке.

8.1 Разработка конструкций.

В п. 7.5 был выбран тип сопряжения балок – в одном уровне. Конструкция узла показана на рис. 20.

Болты принимают М20, М22 класса точности В, классов прочности 5.8; 6.5; 8.8; [5] в соответствии с требованиями табл. Г.3 приложения Г [1] примем болты М20 класса прочности 5.8. Диаметр отверстий назначен 23 мм.

Накладку принимают толщиной t_н = 6 – 10 мм. Марку стали накладки принимают по таблице В.1 приложения В [1], как для конструкций группы 2 [5]. Принимаем t_н = 8 мм, сталь С245. Ширину и высоту накладки назначают с учетом размещения необходимого количества болтов, минимальных расстояний из конструктивных соображений и требований п. 14.2.2 [1]. По табл. 40 [1] в зависимости от диаметра отверстий d и толщины наиболее тонкого элемента t принимаем (см. рис. 20):

- минимальное расстояние

- минимальное расстояние

- максимальное расстояние

- минимальное расстояние а₁ и а₂

- максимальное расстояние

Назначаем .

По рекомендациям [5] принимаем

Тогда (см. рис. 20).

Рис.20 Узел опирания балки настила на главную балку.

Рис.21 К проверке прочности болтового соединения балок.

При этом

Зазор (см. рис. 20).

Принимаем предварительно [5]. Тогда ширину накладки b_н определим по формуле (см. рис. 20):

Для назначения высоты h_н приближенно определим число болтов и требуемую высоту из условия прочности накладки.

Несущая способность соединения на один болт при работе на срез, по формуле (186) [1]:

.

Здесь R_bs – расчетное сопротивление болта срезу по таблице Г.5 приложения Г [1];

- площадь сечения болта брутто;

n_s – число расчетных срезов одного болта;

γ_b = 0,9 – коэффициент условий работы болтового соединения, определяемый по табл. 41 [1] и принимаемый не более 1;

γ_с - коэффициент условий работы, определяемый по таблице 1.

Здесь, см (см. примечания к таблице 41 [1]). По п. 1 табл. 41 [1] . При выполнении конструктивных требований между центрами болтов по табл. 4 [1] . При уменьшении расстояний (по рис. 20) до значений (вместо 2d по табл. 40) или b₂ до значения 2d (вместо 2,5d по табл. 40) γ_b2=0,8. При промежуточных значениях γ_b2 определяется линейной интерполяцией между 0,8 и 1,0 в зависимости от величины b₁ и b₂. В расчет принимают меньшее из двух значений для γ_b2, полученных соответственно для или .

В нашем случае

Несущая способность соединения на один болт при работе на смятие соединяемых деталей определяется по формуле (187) [1]:

Здесь R_bp – расчетное сопротивление болтового соединения при расчете на смятие;

- наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.

В нашем случае , где - толщина ребра жесткости главной балки (см. п. 7.9.2) и накладки соответственно.

Требуемое количество болтов:

Здесь 1,2 – коэффициент, учитывающий защемление в опорах;

1,1 – коэффициент, учитывающий увеличение числа болтов согласно требованиям п. 14.2.14 [1];

R_б.н. – величина опорной реакции балки настила;

N_min – меньшее из значений N_b при расчете на срез (N_b = 5632 кгс) и при расчете на смятие (N_b = 6264 кгс).

Принимаем 5 болтов. Тогда при b₁ = 50 мм и b₂ = 60 мм получим высоту h_н накладки (см. рис. 20) по формуле:

Значение зазора c₁:

(см. рис. 20).

Зазор

Требуемая высота накладки из условия прочности на срез по ослабленному сечению:

Здесь - коэффициент, учитывающий ослабление сечения, определяемый по формуле (45) [1]. Здесь s – шаг болтов; d – диаметр отверстий.

В нашем случае назначенная величина h_н = 340 мм > h_н^тр = 249 мм. В противном случае следует назначить и заново проверить значения с₁, с₂, b₁, b_2.

Таким образом, принимаем предварительно 5 болтов и накладку