4.3 Расчет сопряжения продольных и поперечных балок

В данный расчет включается расчет рыбки и ее прикреп­ления, а также расчет прикрепления продольной балки к по­перечной. На рисунке 4.9 приведена конструкция сопряжения продольных и поперечной балок с соединениями на высоко­прочных болтах (заводских типа «а» и монтажных типа «б»).

Рисунок 4.9 – Сопряжение балок проезжей части

4.3.1 Расчет рыбки и ее прикрепления

Рыбки ставятся для восприятия опорного момента, вели­чина которого согласно п. 4.75 /2/ принимается равной  0,6 момента в середине пролета продольной балки М_0,5. По расчетной схеме на рисунке 4.10 видно, что усилие в рыбке N_p может быть определено по формуле

                                                                                                               (4.39)

где h_б — высота продольной балки; t_p — толщина рыбки, принимаемая в предварительном расчете в пределах 10... 16 мм.

Рисунок 4.10 – Схема к расчету рыбки

Если высота поперечной балки больше высоты продоль­ной, что характерно для двухпутных мостов (см. рисунок 7.6 /9/), то в формулу (4.39) следует подста­вить большую величину. Если при расчете толщина рыбки получится более 16 мм, ее следует принимать из двух листов, с толщиной каждого в пределах 10... 16 мм.

Необходимое сечение рыбки А_пр^тр определяется по формуле

                                                                                                              (4.40)

где т_р —коэффициент, принятый по п. 4.105 /2/ равным 0,9. Фактическое сечение рыбки А_пр вычисляется по формуле

                                                                                                         (4.41)

где b_р— ширина рыбки, принимаемая, как правило, равной ширине пояса продольной балки; d₀ — диаметр отверстия, принимаемый по табл. 88 /2/ (см. Приложение М) .

Напряжение в рыбке проверяется по формуле

                                                                                                        (4.42)

Запас напряжений не должен превышать 5% от предель­ных значений. Расчет рыбок на выносливость в курсовом проекте разрешается не производить.

Расчет прикрепления рыбки высокопрочными болтами производится по формуле (228) п. 4.101 /2/. Расчетное уси­лие на один болтоконтакт Q_bh определяется по формулам (226), (227), (139) и по данным табл. 57^* и 83^* /2/ (см. Приложения С, Т).

Расчетное усилие Q_bh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болтоконтактом), следует определять по формуле

                                                       ,                                                                       (4.43) 

где Р — усилие натяжения высокопрочного болта;

m — коэффициент трения, принимаемый по табл. 57* /2/;

g_bh — коэффициент надежности, принимаемый по табл. 83*/2/.

Усилие натяжения Р высокопрочного болта следует определять по формуле

                                                    P = R_bh A_bh m_bh,                                                                                             (4.44)

где R_bh — расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению;

m_bh — коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении их крутящим моментом, равный 0,95.

Расчетное сопротивление высокопрочных болтов по ГОСТ 22353—77* и ГОСТ 22356—77* растяжению R_bh следует определять по формуле

                                                         R_bh = 0,7 R_bun,                                                                                        (4.45)

где R_bun — наименьшее временное сопротивление высокопрочных болтов разрыву по ГОСТ 22356-77*.

Материалы для высокопрочных болтов принимаются по государственным стандартам, приведенным в п. 4.4, е /2/.

 Для высокопрочных бол­тов, например, из стали 40Х величина наименьше­го временного сопротивления разрыву R_bun = 1100 МПа (см. Приложение Т). Пло­щади сечения нетто болтов А_bп (ГОСТ 22356—77^*) для диа­метров 18 мм, 22 мм и 24 мм равны 192 мм², 302 мм² и 352 мм² соответственно. В зависимости от числа болтов в соединении в табл. 83^* /2/ (см. Приложение С, таблица С.2) даны три значения коэффициента надежности γ_bh. Следовательно, нужно по формуле (226) вычислить три величины Q_bh. Каждая из них применяется только для своего диапазона  количества болтов, указанного в табл. 83^* /2/.

Количество  болтов   n   прикрепления   рыбки   определяется по формуле

                                                                                                                   (4.46)

где т — коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60^* /2/ (см. Приложение И, таблица И.3); n_s — число контактов болта в соединении (в этом расчете n_s = 1).

Количество болтов для прикрепления принимается бли­жайшим большим целым четным числом по сравнению с по­лученным по формуле (4.46). Болты расставляются в 2 ряда. Нa рисунке 4.9 показана расстановка болтов прикрепления рыбки (n = 8). Если рыбка принята из двух листов, то при­крепление для каждого из них рассчитывается по усилию, по­лученному путем разделения общего усилия в рыбке N_p , пропорционально толщинам этих листов (при равной их ши­рине).