3.7 Конструирование и расчет монтажного (укрупнительного) стыка на сварке.
Стык элементов балки осуществляется стыковыми швами. Расчетные сопротивления сварных соединений для любого вида сварки принимаются: при сжатии соединения независимо от методов контроля качества швов Rwy=Ry; при растяжении и изгибе с физическим контролем качества швов – Rwy=Ry, непроверенного физическими методами контроля – Rwy=0,85Ry.
На монтаже физические способы контроля затруднены, поэтому расчет растянутого стыкового соединения производится по его пониженному расчетному сопротивлению. Сжатый верхний пояс и стенка соединяются прямым швом, растянутый пояс – косым швом для увеличения длины шва, так как действительное напряжение в поясе σ превышает Rwy.
Для обеспечения качественного соединения при ручной сварке, сваривая элементы толщиной более 10 мм, производится V-образная разделка кромок.
Для уменьшения сварочных напряжений соблюдается определенный порядок сварки: сначала свариваются поперечные стыковые швы стенки и поясов, имеющие наибольшую усадку, последними завариваются угловыми швами, имеющими небольшую продольную усадку, участки длиной по 500 мм, оставленные незаверенными на заводе. Это позволяет при монтаже совместить торцы свариваемых элементов отправочных марок, имеющих отклонение в размерах в пределах технологических допусков, и дает возможность поясным листам несколько вытянуться при усадке поперечных швов.
По конструктивным требованиям принимаем катет шва по таблице 38 СНиП II-23-81, kf=8мм.
Монтажный стык представляет собой сопряжение отдельных конструкций (отправочных элементов). Его располагают в середине пролета, что дает возможность использовать одинаковые отправочные марки. Все элементы балки при этом соединяются в одном сечении конструкции.
Каждый пояс балки перекрывается тремя накладками с двух сторон, а стенка – двумя вертикальными накладками, площадь сечения которых должна быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента.
Расчет каждого элемента балки ведут раздельно, а изгибающий момент распределяют между поясами и стенкой пропорционально их жесткости. Поперечная сила в середине пролета равна нулю.
Принимаем tн1=20мм, при bн=200мм.
Принимаем tн2=10мм, при hн=1100мм.
3.8 Конструирование и расчет опорной части балки.
Требуемая площадь опорного ребра:
м2,
где
V = Qmax = 1751 кН - опорная реакция главной балки
Rp = Ru = 360 МПа - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии прогонки).
Задаемся шириной опорного ребра:
bd = bf1 = 0,30 м
Толщину определяем исходя из площади
мм
принимаем td=18 мм
Ширина выступающей части ребра:
м
м
условие
выполняется.
Ширина примыкающих участков стенки:
м
Проверяем устойчивость опорного участка балки:
м2
м4
м
-
коэффициент продольного изгиба стойки,
определяется в зависимости от:
- гибкость стойки;
Условие выполняется, значит, устойчивость опорного участка балки полностью обеспечена.
Определение катета углового шва:
n=2 при двусторонних швах;
βf=1,1; βz=1,15 - коэффициенты, учитывающие глубину провара;
γwf=1; γwz=1 - коэффициенты условий работы шва;
Rwf=180 МПа - расчетное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу шва (электроды типа Э42, марка проволоки СВ-08А).
Rwz=0,45Run=0,45*370=166,5 МПа - расчетное сопротивление угловых швов условному срезу по металлу по границе плавления.
По конструктивным требованиям принимаем катет шва по таблице 38 СНиП II-23-81, kf=7мм.
Проверяем длину рабочей части шва (не должно превышать высоту стенки балки):
Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.