5.7 Расчёт соединения поясов со стенкой

Поясные швы балки рассчитываем на сдвигающую силу Т. Сдвигающая сила, приходящиеся на 1 см длины балки, будет равна:

;

где Q_max– максимальная поперечная сила в балке;

-статический момент пояса измененного сечения.

кН/см.

Толщину сварных угловых швов определяем из условий прочности по металлу шва и по границе сплавления.

1) Из условий прочности по металлу шва:

;

β_f=0,9- коэффициент для расчета углового шва по металлу шва по СНиПII-23-81;

кН/см²- расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва для электрода ЭО-42;

- коэффициент работы шва;

; ;

см.

2) Из условий прочности по границе сплавления:

;

- коэффициент для расчета углового шва по границе сплавления для ручной сварки по СНиП II-23-81;

кН/см²- расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границы сплавления;

- коэффициент работы шва;

;

;

см.

Поясные швы варим полуавтоматической сваркой сплошными одинаковой толщины по всей длине с минимальным катетом шва 8 мм по СНиП II-23-81.

5.8 Расчёт опорной части балки

В расчётных площадках принимается шарнирное опирание балок на колонны. При этом опорное давление главной балки на колонну передаётся через опорные рёбра жёсткости расположенные в торце балки.

Опорные рёбра привариваются к торцам балки по всему контуру их прикосновения, и край опорного ребра фрезеруется. Для правильной передачи давления на колонну ось опорного ребра совмещается с осью элемента колонны. Размеры опорного ребра определяют из его условия прочности при работе на смятие торца.

Определяем площадь сечения опорного ребра:

, ,;

МПа; ;

см².

Задаёмся шириной опорного ребра см.

; см = 8,2 мм.

Принимаем опорное ребро толщиной 16 мм.

По условию местной устойчивости ребра должно соблюдаться условие устойчивости опорной части балки состоящей из самого опорного ребра и участка стенки длиной по с каждой стороны ребра из плоскости балки.

Проверка по прочности опорных участков:

;

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по таблице в зависимости от гибкости , и расчётного сопротивления стали.

, где - радиус инерции сечения опорной части балки.

, где - момент инерции опорной части балки.

;

см⁴.

А_о– площадь опорного участка балки;

;

см².

см;

;

;

;

12,79 кН/см²25,3 кН/см². Условие выполнено.

Рассчитываем сварные швы, прикрепляющие опорное ребро к стенке балки.

1) Из условий прочности по металлу шва:

;

где n_w– количество швов, прикрепляющих опорное ребро к стенке балки;

l_w– длина одного сварного шва;

;

кН/см²;

;

;

n_w= 2;

l_w=h_w– 1 = 95 – 1 = 94 см;

см.

2) Из условий прочности по границе сплавления:

;

;

кН/см²;

;

;

см.

Принимаем высоту катета шва 6 мм.

5.9 Болтовое соединение с помощью стыков балок при помощи накладок

Изгибающий момент в таком сечении воспринимается частично поясами и частично стенкой.

Распределение моментов между поясами и стенкой происходит пропорционально их моменту инерции, следовательно, части момента приходятся на стенки пояса будут соответственно равны.

,

;

,

.

Поясные накладки рассчитаны на часть изгибающего момента, приходящегося на пояса.

Усилия в поясных накладках:

,

.

Требуемая площадь накладки:

,

Принимаем диаметр точных болтов 20 мм, класс точности А.

Площадь такого болта равна .

Определяем толщину накладки:

,

.

Принимаем толщину накладки по сортаменту .

Крепление накладок к поясам осуществляется с одной стороны от оси стыка.

.

Приведём расчёт высокопрочных болтов.

Рассчитаем силу, которую выдержит высокопрочный болт.

, где

- площадь высокопрочного болта;

- для высокопрочных болтов;

- для высокопрочных болтов;

;

.

.

Определяем количество высокопрочных болтов:

, где

.

.

Принимаем количество высокопрочных болтов кратным 4.

.

Конструктивно принимаем 28 болтов для крепления отправочных элементов стеновыми накладками.