1.6 Расчёт сварных швов, соединяющих пояса со стенкой

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

Рисунок 2 – Балка сварная

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

где Sпх – статический момент поясного листа, см³.

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

а – расстояние от нейтральной оси х до центра тяжести поясного

листа, см.

Рисунок 3 – Сечение балки

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

,

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

см².

,

Где. β – коэффициент, зависящий от способа сварки;

β = 0,7 при ручной дуговой сварке;

β = 0,85 при полуавтоматической сварке;

β = 1 при автоматической сварке;

К_f – катет сварного шва, см.

Тогда.

1.7 Проверка местной устойчивости стенки балки

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

При ≤ 80 стенка устойчива, но нужны промежуточные рёбра жёсткости.

Определяем расстояния между рёбрами жёсткости а, мм, по формуле

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

Рисунок 4 – Установка поперечных рёбер жёсткости

Определяем ширину ребра по формуле

Определяем толщину ребра Sр, мм, по формуле

Толщину и ширину ребра уточняем по ГОСТ 82-70.

Рёбра к поясам и стенке приваривают сплошными швами, катет не менее 4 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 Аоп.р., см², определяем по формуле

,

где – расчетная реакция опоры, ;

– расчетное сопротивление на смятие торцевой поверхности

.

Принимаем толщину опорного ребра Sоп.р. = 16…20 мм.

Тогда, зная, что площадь опорного ребра вычисляется по формуле

Выразим из неё ширину опорного ребра bоп.р., см, в виде формулы

Наименьшая ширина опорного ребра принимается bоп.р.=180…200 мм

Чтобы ребро не потеряло местную устойчивость, необходимо проверить соотношение

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

,

где n – число сварных швов.

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

Зададимся толщиной диафрагмы Sд = 16…20 мм.

Рисунок 6 – Диафрагма как опорная часть балки

Определим ширину диафрагмы bд, см, по формуле

Наименьшая ширина диаграммы принимается bд ≥ 180 мм.

Определяем катет сварного шва К_f, см, по формуле