6.9. Расчёт опорной части балки

В большинстве балочных конструкций главные балки опираются на колонну сверху. В методических указаниях рассматривается один из вариантов опирания балок разной высоты на колонну (рис. 16). Конец балки в месте опирания её на колонну опирается опорным ребром, считая при этом, что вся опорная реакция передаётся с балки на опору через это ребро жёсткости (рис. 10).

Требуемая площадь опорного ребра определяется из условия смятия торца ребра:

, (6.29)

где - опорная реакция балки, вычисляемая для рассматриваемой схемы сопряжения главных балок по формуле

. (6.30)

Ширина опорного ребра принимается по сортаменту таким образом, чтобы она была не более ширины пояса изменённого сечения балки, то есть.

Тогда требуемая толщина опорного ребра будет

.

После назначения по сортаменту толщины опорного ребра () вычисляются:

момент инерции опорного ребра ;

п

Рис. 10. Опорная часть балки

лощадь расчётного сечения, включающего сечение опорного ребра и примыкающей к нему полосы стенки шириной :;

радиус инерции ;

гибкость опорного ребра ,

где - расчётная длина опорного ребра, принимаемая равной высоте стенки;

условная гибкость  ;

коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения(табл. Д.1 [1]).

Проверяется устойчивость опорной части из плоскости балки как стойки, нагруженной опорной реакцией :

. (6.31)

Катет шва, прикрепляющего опорное ребро к стенке, подбирается по формулам (3.3) и (3.4). Но так как расчётное усилие воспринимается двумя швами и расчётная длина швов с учётом односторонней передачи усилия принимается равной , то расчётный катет шва определяется по наибольшему значению, найденному по формулам (6.32) и (6.33):

; (6.32)

, (6.33)

где и - коэффициенты, принимаемые для полуавтоматической сварки в вертикальном положении по табл. 39 [1].

Окончательно катет углового шва принимается с учётом требований, приведённых в п. 14.1.7 [1].

Размер выступающей части опорного ребра должен быть не более .

6.10. Расчёт и конструирование монтажного стыка балки

В курсовом проекте предусматривается деление главной балки пролёта на два отправочных элемента, соединение которых осуществляется на высокопрочных болтах. Стык рекомендуется выполнять в середине пролёта балки, но не ближе 500мм от рёбер жёсткости и второстепенных балок. Действующие в месте расположения стыка расчётные усилия инаходятся по соответствующим эпюрам (рис. 2).

Расчётное усилие, которое может быть воспринято каждой плоскостью трения элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:

, (6.34)

где - коэффициент надёжности, принимаемый по табл. 42 [1] в зависимости от выбранного способа обработки соединяемых поверхностей;

- коэффициент трения, принимаемый по табл. 42 [1];

- площадь сечения болта по резьбе, определяемая по табл. Г.9 [1] в зависимости от принятого диаметра болта ;

- расчётное сопротивление растяжению высокопрочного болта, определяемое по формуле

,

здесь - нормативное сопротивление растяжению высокопрочного болта из стали40Х, принимаемое по табл. Г.8 [1].

Расчёт стыка поясов

Определяется количество болтов в стыке поясов на полунакладке:

, (6.35)

где - количество плоскостей трения соединяемых элементов;

- коэффициент условий работы фрикционного соединения, зависящий от количества болтов, необходимых для восприятия расчётного усилия, и принимаемый равным:

при;

при;

при;

- расчётное усилие, действующее на соединение;

здесь - изгибающий момент, воспринимаемый стенкой балки.

Окончательно принимается целое чётное число болтов, размещение которых ведётся согласно табл. 40 [1].

Каждый стык поясов балки перекрывается тремя накладками с двух сторон (рис. 11):

с наружной - сечением ;

с внутренней - сечением .

Рис. 11. Монтажный стык балки

Размеры накладок принимаются в соответствии с сортаментом с таким расчётом, чтобы суммарная площадь сечения накладок была не меньше площади пояса:

, (6.36)

где ;

.

Проверяется ослабление накладок отверстиями под болты в середине стыка

, (6.37)

где - количество болтов в одном ряду;

- диаметр отверстия, принимаемый на больше диаметра болта.

Расчёт стыка стенки

Стык стенки перекрывается двумя вертикальными накладками из листа толщиной или.

Задавшись кратным расстояниеммежду рядами болтов по вертикали в соответствии с рекомендациями табл. 40 [1], определяется число болтов в одном вертикальном ряду:

,

где - расстояние между крайними по высоте рядами болтов, назначаемое кратнымиз следующего промежутка чисел:

,

здесь и- минимальное и максимальное расстояния от центра болта до края накладки, принимаемые по табл. 40 [1].

Проверяется прочность стыка стенки по усилию, действующему на наиболее нагруженные болты:

, (6.38)

где - число вертикальных рядов болтов с одной стороны стыка стенки, принимаемое, как правило, равным;

- сумма квадратов расстояний между парами симметрично расположенных болтов.