3.11. Определение катетов поясных швов

Сварные поясные швы в балках делаются сплошными одной толщины при помощи сварочных автоматов. По конструктивным соображениям минимальный катет поясного шва принимается в зависимости от толщины полки согласно табл.2 приложения 5. Поясной шов принятого катета проверяется на прочность по металлу шва QS’_f / (t_w I’_f ) £ Rw_{f gwf gc} (4.40)

По металлу границы сплавления QS’_f / (t_w I’_f ) £ Rw_z gw_z g_c (4.41)

Где S’_f - статический момент пояса балки относительно нейтральной оси, см³

I’_f - момент инерции пояса балки относительно нейтральной оси в измененном сечении, см⁴

3.12. Конструирование и расчет опорной части

В зависимости от схемы поперечника, назначается один из двух вариантов опорной части, которые необходимо увязать с конструкцией оголовка колонн (рис.14).

Рис. 14. Опорная часть в разрезной балке (1-1) и в балке с консолями (2-2).

Требуемая площадь опорного ребра , (4.42)

где Q - опорная реакция главной балки; R_p=R_u - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (см. табл. 2 приложения 2).

Задаются толщиной опорного ребра t_s=16-20 мм и определяют ширину ребра b_s= ; b_s³180 мм. Чтобы ребро не потеряло местную устойчивость, необходимо выполнить условие

Окончательно ширину опорного ребра принимают кратно 20 мм.

Опорную часть балки проверяют на устойчивость из плоскости относительно оси Z (рис.14) , (4.43)

где А_оп.ц. - расчетная площадь опорной части балки; j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по приложению 7 в зависимости от стали и гибкости. (4.44) где h - высота балки; I_x - момент инерции опорной части относительно оси Z приближенно равен Затем по таблице 2 приложения 5 определяют толщину швов, прикрепляющих ребро к стенке и проверяют швы по формулам .

Q / 2 (b_f k_f l_w) £ Rw_{f gwf gc} , (4.45)

Q / 2 (b_z k_f l_w)£ Rw_z gw_z g_{c ,} (4.45*)

где Q - опорная реакция главной балки;

3.13. Конструирование и расчет монтажного стыка главной балки

Главная балка может быть разбита на два или три отправочных элемента (в зависимости от пролета и грузоподъемности транспортных средств, рис.15). Монтажные стыки выполняются сварными или на высокопрочных болтах.

Рис. 15. Возможные виды деления главной балки на отправочные элементы.

В учебных целях необходимо рассмотреть оба варианта стыка. При выполнении сварного стыка в середине пролета и невозможности осуществления физических методов контроля шва необходимо выполнить стык верхнего пояса прямым, стык нижнего пояса - косым (рис.16).

При выполнении сварного стыка в 1/3 пролета и соблюдении условия

М£ 0,85М_max стыки обоих поясов выполняются прямыми (рис. 16).

Рис. 16. Сварной стык главной балки с косым и прямым срезом пояса.

Примечание. Цифрами показан пооперационный порядок сварки.

При выполнении сварных швов рекомендуется применение электродов с индексом А, обеспечивающих повышенную пластичность наплавленного металла.

При выполнении стыка на высокопрочных болтах рекомендуется принимать один диаметр болтов для поясов и стенки. Основным является диаметр 20 мм. Стык выполняется при помощи накладок. Изгибающий момент в стыке распределяется между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.

Доля изгибающего момента, приходящегося на пояса,

M_ст - изгибающий момент в месте выполнения стыка, Iw - момент инерции стенки, I_хп - момент инерции всей балки.

Усилие в поясных накладках

Требуемая площадь накладки нетто

Необходимое количество высокопрочных болтов с одной стороны стыка

, (4.46)

где k - количество поверхностей трения соединяемых элементов; k =1 - при одной накладке на поясе; k =2 - при двух накладках на поясе; Q_bh - расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом.

, (4.47)

Рис. 17. Расположение болтов на стенке балки.

где R_bh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта; R_bh=0,7R_bun; R_bun - наименьшее временное сопротивление по табл. 61 (1); m - коэффициент трения, принимается по табл.2, приложения 6; g_b - коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов (n), необходимых для восприятия расчетных усилий, принимается равным 0,8 при n<5; 0,9 при 5£n<10; 1,0 при n³10; A_bh - площадь сечения болта нетто, принимается по табл. 1 приложения 6; g_h - коэффициент надежности, принимается по табл. 2 приложения 6.

Конструируют соединения поясов, при этом расстояние между болтами принимается минимальным, согласно табл.3 приложения 6. Толщина стыковой накладки в случае, если она односторонняя, принимается равной толщине пояса t_f ,а ширина накладки b_н - может приниматься равной ширине пояса b_f (рис.17)

Прочность поясов (накладки), ослабленных отверстиями, проверяется с учетом, что 50% усилия, действующего в рассматриваемом сечении, передано силами трения.

_,

где N’=0,5N_Н; A’_n=A_n - при динамических нагрузках; A’_n=A - при статических нагрузках, если A_n³0,85A, или по условной площади A_c=1,18A_n - при A_n£0,85A; N_Н - усилие в рассматриваемом поперечном сечении пояса (накладки) определяется по эпюре нормальных усилий в рассматриваемом элемента; A_n - площадь сечения нетто; A - площадь сечения брутто.

Доля изгибающего момента, приходящегося на стенку

Стык стенки проектируют с учетом того, что толщину каждой накладки по стенке принимают на 2-4 мм меньше, чем толщина стенки балки, но не менее 6 мм. Минимальное количество вертикальных рядов принимается равным двум, расстояния между вертикальными рядами болтов принимаются минимальными. Расстояния между горизонтальными рядами принимаются близкими к максимальным, количество горизонтальных рядов должно быть четным. Расстояния между крайними горизонтальными рядами болтов