2) Схема сопряжения балок в одном уровне

Принимаем все параметры балки такие же, как и в первом варианте. При расстановке поперечных ребер жесткости должно выполняться следующее условие: расстояние между ребрами не должно превышать 2·h_w . Расставляем ребра жесткости (рисунок 12,б). За расчетный отсек принимаем отсек 1, в котором изменяется сечение балки. Расчетное сечение находится на расстоянии h_w /2 от левого края расчетного отсека, расстояние х₅ = 2,35 м. Расчетные усилия в этом сечении:

Напряжения в стенке:

Так как местная нагрузка от балок настила передается на стенку балки равномерно через сварной шов ребра, считаем, что _loc = 0. По п. 7.4^* [1] определяем коэффициент . Так как  =  (таблица 22 [1]), то и  = . Отсюда с_сr = 35,5 (таблица 21 [1]), вычисляем критические напряжения:

По п. 7.4^* [1] проверяем местную устойчивость стенки:

.

Местная устойчивость стенки в сечении х₅ обеспечена.

2.1.10 Расчет поясных соединений (сварных швов)

При поперечном изгибе пояса составной балки стремятся сдвинуться относительно стенки (рисунок 13).

Рисунок 13 – К расчету поясных сварных швов

Сила сдвига Т определяется по формуле:

где S_f1 – статический момент пояса в опорном сечении; J₁ –момент инерции опорного сечения.

Усилие Т воспринимается сварными швами. Назначаем параметры сварки: сварка автоматическая под флюсом марки АН-348-А, сварочная проволока марки СВ-08А (таблица 55^* [1]), расчетное сопротивление металла шва R_wf = 18,0 кН/см² (таблица 56 [1]), металла границы сплавления R_wz = 0,45R_un = 0,4537 = 16,65 кН/см² (R_un = 37 кН/см² принимается по таблице 51^* [1] для стали С255 толщиной 20...40 мм), диаметр сварочной проволоки 5 мм, положение шва – в лодочку (таблица 34^* [1]). Назначаем предварительно катет шва минимальным k_f = 7 мм (таблица 38^*[1]). По таблице 34^*[1] определяем коэффициенты проплавления шва:

Определяем расчетное сопротивление шва:

Таким образом, расчет ведем по металлу границы сплавления. Определяем требуемый катет шва:

где n_w – количество поясных сварных швов.

В соответствии с требованиями таблицы 38^* [1] оставляем катет шва k_{f min} = 7 мм > k_f = 1,4 мм.

2.1.11 Конструирование и расчет опорной части

балки

Принимаем конструкцию опорной части балки по рисунку 14.

Рисунок 14 – Опорная часть главной балки

Определяем размеры сечения опорного ребра из условия смятия его торца. Требуемая площадь ребра:

где R_р = 33,6 кН/см² – по таблице 52^* [1]. Принимаем ширину опорного ребра равной ширине пояса b_h = b_f1 = 24 см. Отсюда требуемая толщина ребра:

Принимаем по сортаменту t_h = 1,8 см. Определяем напряжение смятия:

Определяем гибкость ребра относительно оси Z (рисунок 14). В работу ребра включается часть стенки балки длиной

Вычисляем геометрические характеристики заштрихованного сечения относительно оси Z:

Условная гибкость ребра относительно оси Z:

где h_h – высота ребра с учетом выступающей части а, которая вычисляется по формуле:

Окончательно принимаем а = 2 см.

Проверяем местную устойчивость опорного ребра. Величина свеса:

По таблице 29^* [1] для неокаймленного тавра предельное соотношение не должно превышать:

Условие выполняется, следовательно, местная устойчивость опорного ребра балки обеспечена.

Проверяем общую устойчивость опорного сечения относительно оси Z. Гибкость:

По таблице 72 [1] _z = 0,925 и общая устойчивость:

Общая устойчивость ребра обеспечена.

Проверяем шов, крепящий ребро к стенке балки (шов 1, рисунок 14). Количество швов – 2, параметры сварки: сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа, сварочная проволока марки СВ-08Г2С (таблица 55^* [1]), расчетное сопротивление металла шва R_wf = 21,5 кН/см² , металла границы сплавления R_wz = 0,45R_un = 0,4537 = 16,65 кН/см² (R_un =37 кН/см² принимается по таблице 51^* [1] для стали С255 толщиной 10...20 мм), диаметр сварочной проволоки 2 мм, положение шва – нижнее (таблица 34^* [1]). Назначаем предварительно катет шва k_f = 8 мм. По таблице 34^*[1] определяем коэффициенты проплавления шва:

Расчетные сопротивления:

Расчет ведем по металлу границы сплавления. Длину шва назначаем максимально допустимую:

Напряжения в швах:

Прочность швов обеспечена.