10. Конструирование и расчет опорной части главной балки

Передача нагрузки от главной балки, установленной сверху на колонну, осуществляется через торцевое опорное ребро. Торец ребра рассчитывается на смятие, для чего он строгается. Выступающая часть а не должна быть больше 1,5t_r и обычно принимается 15…20 мм.

Расчет ребра производится на усилие F_b, равное опорной реакции балки:

Определяем площадь смятия торца ребра:

Где – расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности.

Принимая ширину ребра равной ширине пояса балки у опоры b_r = b_f1 = 380 мм, определяем толщину ребра:

По конструктивным соображениям рекомендуется размеры опорного ребра принимать: ;

Толщина опорного ребра должна быть не менее

где b_r,ef = b_r/2 = 380 / 2 = 190 мм – ширина выступающей части:

Принимаем ребро из листа 24022 мм с площадью A_r = 52.8 см².

Опорная часть главной балки из своей плоскости (относительно оси z-z) проверяется на устойчивость как условная центрально-сжатая стойка с расчетной длиной, равной высоте стенки . Расчет на устойчивость стойки сплошного сечения при центральном сжатии выполняют по формуле:

где φ – коэффициент устойчивости при центральном сжатии (продольного

изгиба), принимаемый в зависимости от условной гибкости для типа кривой устойчивости "с". Тип кривой устойчивости зависит от формы сечений и толщины металлопроката. При < 0,4 коэффициент φ принимают равным единице.

Рис. 15. К расчету опорной части балки

Расчетное сечение условной стойки включает в себя площадь опорного ребра A_r и площадь устойчивого участка стенки, примыкающего к ребру, шириной:

Площадь стойки:

Момент инерции:

Радиус инерции:

Гибкость:

Условная гибкость:

Производим проверку:

где φ = 0.902 – коэффициент устойчивости для кривой устойчивости типа «c» при = 0.98.

Опорная часть балки устойчива.

Прикрепление опорного ребра к стенке балки осуществляем механизированной сваркой в среде углекислого газа проволокой Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70* для сварки стали класса С345:

Сравниваем:

Следовательно, сварные швы рассчитываем по металлу границы сплавления.

Условие прочности сварных угловых швов, работающих на срез:

откуда определяем катет шва:

Принимаем шов с k_f = 8 мм, что больше k_f,min = 6 мм.

Проверяем максимальную длину расчетной части шва:

укладывается в конструктивную длину шва, равную высоте стенки.

Ребро привариваем к стенке по всей высоте непрерывными швами.

Главные балки скрепляются на опоре между собой через прокладку толщиной, равной конструктивному зазору, и с колонной монтажными болтами диаметром 16…20 мм, фиксирующими проектное положение балок. Болты взаимного сопряжения балок размещаются в их нижних зонах, что позволяет считать его шарнирным, так как допускается некоторый поворот опорного сечения балок за счет податливости болтового соединения.

11. Проектирование монтажного стыка главной балки

По условиям перевозки (ограничение массы и габаритов) балка расчленяется по возможности на одинаковые отправочные элементы (марки). В разрезной балке монтажный стык выполняется в одном сечении (универсальный стык) и чаще располагается в середине пролета, где M_max и соответственно максимальные нормальные напряжения σ близки к расчетному сопротивлению основного металла R_y .