2.3. Расчёт поясных швов, опорных рёбер, расчёт узлов сопряжения главной и второстепенной балок, стыков (при необходимости)

Расчёт деталей сварной балки

Для автоматической сварки в лодочку таблица 34[1]

В таблице 55 находим вид сварного материала по стали и сварке

Расчёт ведём металлу границы сплавления

Определяем катит шва

Принимаем К_f =6 мм, таблица 38[1]

Расчёт опорного ребра

В целях унификации размеров принимаем опорное ребро того же сечения как пояс на приопорном участке, то есть 220 на 20мм. Так как торец ребра фрезерован поэтому расчётное сопротивление смятию торцевой поверхности ребра принимаем по таблице 1 СНиПа.

По таблице 72[1] или по приложению задачника находим φ_А=0,92

Проверяем устойчивость

Устойчивость ребра обеспечена.

Расчёт стыков на высокопрочных болтах

Усилие в накладке:

где – момент, воспринимаемый поясами;

– моменты инерции балки и поясов относительно нейтральной оси;

;

– момент в соединяемом сечении;

– высота балки.

Определим количество болтов в поясной накладке с одной стороны от стыка:

где – число плоскостей трения;

– несущая способность высокопрочного болта при одной плоскости трения

– сечение болта нетто (∅=24 мм) согласно табл. 62* [1];

– расчётное сопротивление растяжению высокопрочного болта

- наименьшее временное сопротивление высокопрочного болта по ГОСТ 22356-77^*. Согласно табл. 61^* [1] для болта ∅=24 мм из стали марки 30X3МФ по ГОСТ 4543-71^* ;

– коэффициент условий работы соединения (т.к. ;

Принимаем способ обработки соединяемых поверхностей: дробемётный или дробеструйный двух поверхностей без консервации. Исходя из этого получим:

– коэффициент трения согласно табл. 36* [1];

– коэффициент надёжности согласно табл. 36* [1].

Принимаем 18 болтов.

Момент в стенке:

Усилие в болте отсутствует, так как в середине пролёта балки

Наибольшее усилие в болте от изгибающего момента определим по формуле:

где – количество вертикальных рядов болтов по одну сторону от стыка;

Принимаем m = 2 и n = 8 шт.

– расстояния между болтами;

Определим несущую способность высокопрочного болта в накладке стенки, принимая те же характеристики болта, что были выбраны ранее для поясной накладки, за исключением только лишь коэффициента условий работы соединения (т.к. . ;

Найдём сумму квадратов расстояний между i-ыми болтами:

;

;

Прочность соединения определяем по формуле:

.

Прочность обеспечена.

Рисунок 11 – Стык балок на высокопрочных болтах

Проверяем сечение балки у стыка по площади нетто:

Проверим условие прочности по нормальным напряжениям:

Прочность обеспечена.

Сопряжение второстепенной балки с главной

Принимаем сопряжение балок в одном уровне.

Опорное давление второстепенной балки:

Выбираем болты класса 4.8 нормальной точности по ГОСТ 1759.4-87 (согласно табл. 57 [1]).

Их количество определяем по формуле:

где – минимальная несущая способность болта по срезу или смятию.

Несущая способность болта на смятие:

где – расчётное сопротивление смятию болтовых соединений, согласно таблице 59* [1] ;

– коэффициент условия работы соединения (таблица 35* [1]);

d – диаметр болта (d=24 мм);

- число срезов болта ( число плоскостей трения);

– коэффициент условия работы соединения (таблица 35* [1]);

– минимальная суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении: .

Несущая способность болта на срез:

;

где – расчётное сопротивление срезу болтов, согласно таблице 58 [1] ;

Выбираем минимальное из получившихся значений:

Тогда количество болтов:

П ринимаем 2 болта.

Рисунок 12 – Сопряжение главной и второстепенной балки в одном уровне на болтах