Расчет и конструирование укрупнительного монтажного стыка балки на высокопрочных болтах
Укрупнительный стык размещается в середине пролета балки (х = 7,5 м). Усилия M и Q в расчетном сечении: М1 = 1411,2 кН м; Q1 = 0 (см. п. 2.8). Конструкция стыка представлена на рис. 10.
Каждый пояс балки перекрывается тремя листовыми накладками – одной сверху и двумя снизу. Сечение верхней накладки следует принимать размером 500 14 мм, а сечение нижних накладок – 220 14 мм. Суммарная площадь сечения накладок равна
Ан = (50 +2 22) 1,4 = 131,6 см2 > Af = 50 2,0 = 100 см2.
Стенка балки перекрывается двумя листовыми накладками с толщиной, равной толщине стенки, tw = 8 мм.
Стык осуществляется высокопрочными болтами диаметром 20 мм из стали 40Х «Селект», с временным сопротивлением материала болта разрыву Rbun = 1100 МПа (табл. 61); обработка поверхности газопламенная. Несущая способность одного высокопрочного болта, имеющего две плоскости трения, равна
где k = 2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов; Rbh = 0,7Rbun = 0,7 1100 = 770 МПа – расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов; b = 1 – коэффициент условий работы соединения (см. п. 11.13*[3] при n > 10); = 0,42 – коэффициент трения, принимаемый по табл. 36* для газопламенной обработки соединяемых поверхностей; Abh = 2,45 см2 – площадь сечения болта нетто, определяемая по табл. 62*[3]; h = 1,12 – коэффициент надежности (способ регулирования натяжения болтов по моменту закручивания), принимаемый по табл. 36*1[3].
С т ы к п о я с о в
Расчетное усилие на стык поясных листов
N = Ry Af = 2401060,50,02 = 2400 кН.
Требуемое количество высокопрочных болтов в соединении на полунакладке:
Принимаются 18 болтов и размещаются согласно рис. 10.
Проверяется ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d = 23 мм (на 3 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен четырьмя отверстиями по краю стыка:
An.нт = tf(bf - n d0) = 2 (50 – 4 2,3) = 81,6 см3 >
> 0,85bf tf = 0,85 50 2 = 85 см2,
поэтому ослабление пояса отверстиями можно не учитывать.
Проверяется ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:
Ан.н = Ан – 2n dotн = 1,4(50 + 2 22) – 2 4 2,3 1,4 = 105,84 см2 >
> 0,85 bf tf = 0,85 50 2 = 85 см2.
С т ы к с т е н к и
Изгибающий момент, действующий на стенку, определяется по формуле
Поперечная сила Q = 0.
Принимается расстояние между крайними по высоте рядами болтов
аmax = hw – (12… 18) мм = 170 – 18 = 152 см = 1,52 м.
Задается число горизонтальных рядов болтов К = 21, устанавливается расстояние между болтами по вертикали:
Максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, действующее на каждый крайний наиболее нагруженный болт, равно
где m = 2 – количество вертикальных рядов болтов на полу накладки;
аi2 = 1522 + 1362 + 1202 + 1042 + 882 + 722 + 562 + 402 + 242 +82 =
= 85120 см2.
Усилие на один болт от действия поперечной силы V = 0, так как Q = 0.
Равнодействующее усилие от момента и поперечной силы в наиболее напряженных крайних болтах стенки равно
