Конструктивные требования к размерам угловых сварных швов
Катет сварных швов не должен приниматься более 1.2t (t-наименьшая толщина из свариваемых элементов) В противном случае возможен пережог металла и разрушение сварного соединения по границе сплавления.
Катет шва принимается не меньше значений, указанных в табл.38 СП и принимается по толщине более толстого из свариваемых элементов. При невыполнении данного требования присоединение сварных швов к более толстому из свариваемых элементов будет с неполным проваром.
Длина сварных швов принимается не менее 40мм или четырех катетов шва. При это длина не более 85βf*kf.
Размер нахлеста должен быть не менее 5 толщин 5t более тонкого из свариваемых элементов.
Размеры катетов швов принимаются в соотношении 1:1. В ряде случаев допускается увеличение катетов швов, примыкающих к более толстым из свариваемых элементов.
Угловые сварные швы следует выполнять с плавным переходом по металлу при эксплуатации низких температур (ниже чем -40).
Элементы стальных конструкций
Согласно требованию СП стальные конструкции подразделяются на следующие группы:
1 группа: сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях при ограниченном развитии пластических деформаций, работающие на действие динамических нагрузок:
Подкрановые балки. Балки рабочих площадок при действии амплитудных колебаний от оборудования. Элементы конструкций кранов, ригели или балки при подвижной нагрузке. Резервуары и газгольдеры, опоры ЛЭП высотой более 60м. Оболочки листовых конструкций.
2 группа: конструкции, работающие при статической нагрузке, при этом возникает растягивающее напряжение в сварных элементах, конструкции первой группы при отсутствии сварных соединений: фермы, балки перекрытий, касауры лестничных маршей, оболочки силосов, опоры транспортных галерей, антенные опоры, башни, мачты.
3 группа: сварные конструкции, работающие преимущественно на сжатие. При наличии конструкций второй группы с болтовыми соединениями:
Колонны, стойки, опорные плиты, настилы рабочих площадок, вертикальные связи, отдельные элементы стержневых и пространственных конструкций, опоры эстокад.
4 группа: вспомогательные элементы конструкций, конструкции 3 группы, при отсутствии соединений: связи, элементы фахверка, элементы лестниц.
По группам конструкции назначаются марки стали, при проектировании учитывается возможность хрупкого разрушения и на основании групп выполняется выбор типов соединений.
Основные типы балок
По конструктивной схеме, балки бывают:
- разрезные
- неразрезные
Разрезные балки применяются в конструкциях перекрытий и покрытий зданий, как правило, в виде балочных клеток.
Неразрезные балки применяются в покрытиях зданий в качестве пролетных строений транспортных галерей или пролетных строений мостовых переходов.
Применение неразрезных балок позволяет снизить расход стали, но следует учитывать влияние неравномерной осадки опор.
Конструктивная особенность неразрезных систем является наличие монтажного, равнопрочного стыка, которые как правило выполняются в точках с нулевыми моментами.
Схема монтажного стыка:(рис.)
Поперечные сечения балок – гнутые или прокатные швеллера, двутавры, гнуто-сварные прямоугольные профили, составные сечения: (рис.)
Основные виды балочных клеток:
Упрощенная балочная клетка
Предполагает опирание балок на несущие стены
НС – наружная стена
БН – балка настила
Нормальная балочная клетка
ГБ – главная балка
ВС – вертикальная связь
К – колонна
Сложная балочная клетка
ВБ – вспомогательная балка
В качестве настила используется листовой прокат (≤С235); железобетонный настил – сборные или монолитные плиты.
Указанные виды балочных конструкций применяются при пролетах главных балок от 6 до 18 м, балок настила и вспомогательных балок от 3 до 8 м. Шаг балок настила от 0,5 до 1,5 м.
Балочные клетки могут предусматриваться в нескольких уровнях. Балки как правило предусматриваются разрезными, в отдельных случаях главные балки в сложных балочных клетках могут быть неразрезными
Балки настила и вспомогательные балки предусматриваются из швеллеров или прокатных двутавров. Главная балка – составной или прокатный двутанр.
Виды сопряжений балок:
Этажное сопряжение
1-1
2-2
Монтажные болты предусматриваются с целью обеспечения проектного положения при монтаже конструкции. Размеры, количество и расстояние между болтами назначаются конструктивно
2-2 (вариант крепления балок настила)
Катеты длины сварного шва принимаются из конструктивных соображений
Сопряжение в одном уровне
I вариант
При небольших сечениях:
3-3
фасонка (толщина листового проката определяется из расчета на прочность)
Количество, диаметры и класс прочности болтов определяется из расчета болтового соединения на действие опорных реакций балок настила или вспомогательных балок.
II вариант
Радиус закругления необходим для снятия концентраций напряжений.
4-4
III вариант
Пониженное сопряжение
Пониженное сопряжение применяется в сложных балочных клетках.
Расчет листового настила.
Конструктивная схема.
Расчетная схема.
Основные положения расчета:
Настил рассчитывается по 2й группе предельных состояний, толщина настила определяется из условия:
Сварные швы, прикрепляющие настил к балкам рассчитываются на действие распорных горизонтальных усилий, возникающих на опорах.
Расчет сварных швов выполняется по металлу шва и по границе сплавления.
-по металлу шва
-расчет по границе сплавления
Коэффициенты β z, K f и β f принимаются из условия выполнения сварных швов вручную с помощью электродов.
Размеры катетов K f принимаются из min значений, настил (листовой) применяется, как рпавило, из рифленой стали.
Расчет прокатных балок.
Конструктивные схемы опирания прокатных балок.
Схема опирания балок на несущие стены.
1-1
Опорный узел рассчитывается на действие опорной реакции. При необходимости устанавливаются двухсторонние опорные ребра.
2-2
Расчет прокатных балок выполняется из условия I и II группы предельных состояний. Расчет на прочность балок при изгибе выполняется или в упругой области работы, или с учетом развития пластических деформаций в части сечения. Для учета пластических деформаций используется диаграмма Прандтля для описания зависимости деформаций и нагрузок.
