cr

ccrRy

2w 30 23,5 3,842 47,81кН/см2

при δ = 0,8(bf/hw)(tf/tw)3 = 0,8(30/125)(1,8/1,1)3 = 0,84 и ccr = 30.

cr

10,31 0,7

2

R

2d 10,3 1 0,7 2,242 13,53 3,842 10,8кН/см2

s

при μ = 2,8/1,25 = 2,24.

Проверка местной устойчивости стенки отсека 2.

С

47,812

1,75 10,8 2

cr 2

cr

2

c 18,92

1 0,43 1.

Устойчивость стенки обеспечена.

Отсек 3

σ

= М3отс·y/Ix = 214 000·62,5/613 149 = 21,81 кН/см2.

τ

стенки

=

Q3отс/(tw·hw) = 14,6/(1,1·125) = 0,11 кН/см2.

Проверка местной устойч вости стенки отсека 3.

cr 2

cr 2

c

21,81

47,812 0,1110,8 2

1 0,46 1.

Устойч вость

о еспечена.

балки

2.8. Расчет опорного ребра главной балки

Конец

в месте опирания ее на колонну укрепляют опор-

ным ребром, сч тая при этом,

что вся опорная реакция передается с

балки на опору через это ре ро жесткости. Ребра жесткости для пере-

дачи опорной

реакции надежно

прикрепляют к балке сварными

швами.

Выступающая вниз часть опорного ребра в месте примыкания к

Д

колонне не должна превышать а ≤ 1,5tor

и обычно принимается

15…20 мм (рис. 21).АНижний торец опорного ребра должен быть от-

фрезерован.

Размеры опорного ребра определяются из расчета на смятие

торца ребра [1, пп. 8.5.17].

2

И

Напряжение в сечении при действии опорной реакции не долж-

но превышать расчетного сопротивления смятию:

р

Qmax

Rр c ,

(52)

Атр

or

где

Aтр

b t

or

– требуемая площадь поперечного сечения опорного

or

or

ребра из условия смятия,

см ;

Rр

– расчетное сопротивление стали

смятию

торцевой поверхности

(при наличии пригонки), кН/см2

[1, табл. 2], кН/см2:

Rр

Run / m ,

Qmax

Ry c,

(54)

Aусл

Сh

Ry

E ,

здесь

or

г кость

опорного

стержня, при этом hor = hw;

ix

ix

I

усл.х

рад ус

условного опорного стержня относи-

A

усл

нерции

тельно оси х, см; Iусл.x момент инерции условного опорного стержня

относительно оси х

Iусл.х

b

w

t3

t

b3

w

or or

, см4.

12

12

Если условие (54) не выполняется, необходимо увеличить раз-

меры опорного ребра.

В месте опирания главной балки на кирпичную стену устанав-

бА

ливаются парные опорные ребра на всю высоту стенки балки, по цен-

тру площадки опирания. Ширина ребер принимается по ширине про-

межуточных ребер жесткости, толщина ребер по толщине опорного

ребра.

Д

Пример расчета. Требуется определить размеры опорного ребра главной

балки.

Решение:

Ширина опорного ребра назначается bоr 2br tw 2 85 9 179мм,

bor = 180 мм по ГОСТ 103–2006.

И

Высота опорного ребра hor

hw

tf

2,0

= 1250 + 18 + 20 ≈ 1285 мм.

Толщина опорного ребра

t

or

Qmax

524,6

0,83см,

b

R

р

c

18 35,24 1

or

Aусл Aor

bw tw 18 1,1 21,17 1,1 43,1см 2.

Момент инерции условного опорного стержня относительно оси х

I

усл.х

bw tw3

torbor3

21,17 1,13

1,1 183

537 см4.

12

12

12

12

Радиус инерции условного опорного стержня относительно оси х

ix

I усл.х

3,53 см.

537

Aусл

43,1

вости

hor

125

Г бкость опорного стержня

35,4.

С ix

3,53

Условная г кость опорного стержня

б

Ry

E

35,4

23,5

20600 1,2.

Коэфф ц ент устойч

φ = 0,927.

Проверка на устойч вость условного опорного стержня

Qmax

524,6

13,13кН см2 Ry c 23,5кН см2 .

Aусл

0,927 43,1

А

Устойчивость о еспечена.

2.9. Расчет и конструирование монтажного стыка

Монтажные стыки выполняются при монтаже на стройплощадке

Д

Изгибающий момент, дейст-

вующий в стыке Мстыка (см. рис. 11),

распределяется

между

полками и

С

стенкой пропорционально их момен-

там инерции.

Поперечная сила Qстыка полно-

стью передается через стенку.

Изгибающий момент, воспри-

нимаемый полками, кН·см,

Мполок

Мстыка Iхполок

.

(55)

Iхбалки

Изгибающий момент, воспри-

и

нимаемый стенкой, кН·см,

Мстенки

Мстыка Iхстенки

(56)

Iхбалки

или

Рис. 22. Схема расположения

Мстенки Мстыка Мполок ,

накладок монтажного стыка

где

Ix балки

–

момент

инерции

главной балки,

определяемый

по

формуле (25), см4; Ix полок , Ix стенки – моменты инерции соответственно

полок и стенки, см4, определяемые по формулам

h

w

t

2

f

бА

Iх полок

2 bf

tf

2

;

I

t

h3

xстенки

w

w .

12

Расчеты стыков полок и стенки выполняются раздельно.

Д

Расчет стыка полок

отсюда tн

bf tf

и принимается по ГОСТу на листовую сталь.

b

вн

2b

нн

Осевое продольное усилие, кН, передающееся через полку бал-

ки (рис. 23):

С

Nn

Мполок

, кН.

(57)

hw tf

и

Рис. 23. Схема к расчету усилий в полке

бА

n

Nп

,

k

Д(58)

Qbh b

c

где k – количество плоскостей трения,

k = 2; γb – коэффициент усло-

вий работы соединения, зависящий от количества п болтов, необхо-

димых для восприятия расчетного усилия, принимаемый равным:

0,8 при п <5;

И

Qbh

Rbh Abn μ

,

(59)

γh

здесь Rbh – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного

болта, кН/см2, Rbh = 0,7∙ Rbun [1, п. 6.7];

Rbun – нормативное сопро-

тивление стали болтов [1, табл. П.Г.8],

кН/см2; μ –

коэффициент

С

трения [1, табл.42], принимается в зависимости от способа обработки

соединяемых поверхностей; γh – коэффициент надежности [1,табл.42];

Аbn – площадь сечен я болта нетто [1, табл. П.Г.9].

и

бА

Д

И

Рис. 24. Размещение болтов в стыке полок

h t

Иw w

и перекрывающих элементов: hw·tw = 2∙hн·tн, откуда tн

2 h

и на-

н

Выражая все ус л я Ni через максимальное усилие Nmax,

С

l1

l2

N1 Nmax

;N2

Nmax

lmax

и т.д.

lmax

Nmaxm

получ м

М

l2 l

2 ...

.

1

2

стенкиl

max

Отсюда макс мальное горизонтальное усилие от изгибающего

момента, действующее на каждый крайний наиболее нагруженный

болт,

Nmax Mстенкиl2max ,

(60)

m li

где т – количество вертикальных рядов болтов в полунакладке;

бА

ложенных симметрично относительно оси х, см; l2

сумма квадра-

i

И

V

Qстыка

,

(61)

п

S

Nmax2

V2

Qbh,

(62)

где S – равнодействующая усилий в болте от момента и поперечной

С

силы.

Если условие (62) не выполняется, необходимо увеличить коли-

чество вертикальных рядов болтов m и повторить расчет.

Пр мер расчета. Требуется выполнить расчет монтажного стыка главной

ки2

2

балки.

Исходные данные: стык выполняется на высокопрочных болтах диамет-

ром 20 мм

з стали 40Х по ГОСТ Р 52643 в месте, где Мстыка

= 2139 кН·м;

Qстыка = 14,6 кН.

бАМ I

Характер ст

сечения

алки в месте стыка:

Ix балки = 613 149 см4;

hw

tf

2

125 1,8 2

4

Iх полок

2 bf tf

2 30 1,8

434113 см

;

Ixстенки

t

w

h3

1,1 1253

179036см4 .

12

12

Решение:

Изгибающий момент, воспринимаемый полками,

Мполок

Мстыка Iхполок

213 900 434 113 151 442 кН см.

Iхбалки

613149

Изгибающий момент, воспринимаемый стенкой,

Мстенки

стыка

хстенки

213900 179 036 62458 кН см.

Iхбалки

613149

Расчет стыка полок

Полка балки перекрывается тремя накладками: одна верхняя и две ниж-

И

tн

bf tf

30 1,8

0,96 см .

bвн 2bнн

30 2 13

N

n

Мполок

151442

1194кН.

hw tf

125 1,8

Qbh

Rbh

Abn μ

75,46 2,45

0,42

69 ,33 кН .

1,12

γh

где Rbh = 0,7∙ Rbun

= 0,7·107,8 = 75,46 кН/см2; Аbn = 2,45 см2; μ = 0,42; γh = 1,12;

способ обработки соединяемых поверхностей: газопламенный двух поверхно-

С

стей без консервации.

Количество n высокопрочных болтов на полунакладку

n

N

п

1194

10,56 шт.

Принимаем n = 12 шт.

k Qbh b c

2 69,33 0,9 1

и

Размещен е болтов в стыке полок (размеры в мм).

бА

Минимальное расстояние между центрами болтов: 2,5·d = 2,5·22 = 55 мм.

Минимальное расстояние до краев элементов: 1,3d = 1,3·22 = 28,6 мм,

принимаем 30 мм.

Длина накладок на полку lн = 2·30 + 4·55 + 70 = 350 мм.

Расчет стыка стенки

Стенка перекрывается двумя вертикальными накладками.

Высота накладки равна hн

И

hw 2kf 2 125 2 0,4 2 122,2см. При-

нимаем 1200 мм.

Д

Толщина накладок стенки tн

tн

hw tw

125 1,1

0,57 см и принимаем tн = 6 мм по ГОСТ 82–70*.

2 hн

2 120

С

и

бА

Длина накладок на стенку: 2·30 + 4·55 + 70 = 350 мм.

Максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, дейст-

вующее на каждый крайний наиболее нагруженный болт

N

M стенки lmax .

И

max

m

l2

i

Nmax

62458Д110,5

3 6,52 19,52 32,52 45,52

58,52 71,52 84,52 97,52 110,52

56,19кН.

Вертикальное усилие от поперечной силы, приходящееся на один болт,

равно

Qстыка

14,6

V

0,27кН.

п

54

Равнодействующая усилий в крайнем наиболее нагруженном болте от мо-

мента и поперечной силы

S

Nmax2 V2

56,192 0,272 56,19кН.

Контрольные вопросы

1.

Какова конструктивная схема главной балки?

2.

Как определяется расчетный пролет для главной балки?

3.

Как определяется сосредоточенная сила F на главную балку? Как опреде-

ляется грузовая площадь?

4.

Из каких элементов состоит главная балка?

С

5.

Как рекомендуется назначать параметры элементов сварной балки?

6.

В каком месте главной балки по длине возникают максимальные нор-

мальные, касательные и приведенные напряжения?

7.

По какой формуле проводится проверка прочности главной балки по нор-

мальным напряжен ям?

проводится

8.

По какой формуле проводится проверка прочности главной балки по каса-

тельным напряжен ям?

9.

По какой формуле

проверка прочности главной балки по при-

веденным напряжен ям?

10.

На какое ус л е

расчет поясных сварных швов?

11.

По как м услов ям (сечениям) проводится расчет сварных швов?

12.

Как е конструкт вные тре ования предъявляются к сварному шву?

13.

В чем заключается потеря о щей устойчивости балки?