2.4 Расчет поясных швов

В сварных балках сдвигающая сила воспринимается непрерывными поясными швами, выполненными автоматической сваркой, и расчет соединения сводится к определению необходимого катета углового шва при работе его на срез, действующей на 1 см длины наиболее нагруженного участка шва у опоры балки:

• по металлу шва

• по металлу границы сплавления

где = 2 - количество расчетных швов;

- коэффициенты глубины провара шва (табл.34[3]);

- расчетное сопротивление металла шва, определяемое по табл.56[3];

- расчетное сопротивление металла границы сплавления, определяемое по табл.3[3] ( - определяется по табл.51*[3]);

- коэффициенты условий работы шва принимаемые согласно п.11.2[3];

- коэффициент условий работы (табл.6[3]);

=1058.876кН - расчетная поперечная сила в кН над опорой;

- статический момент пояса балки относительно нейтральной оси;

- момент инерции сечения балки на опоре;

Определяется катет по металлу шва:

по металлу границы сплавления:

По табл. 38[3] находим, что при толщине более толстого элемента . Принимаем поясные швы .

5. Расчет укрупнительного монтажного стыка балки

В последнее время широкое распространение получили монтажные стыки на высокопрочных болтах, чтобы избежать сварки при монтаже (рис. 2.4, рис. 2.5). При устройстве стыка на высокопрочных болтах необходимо выполнять два условия: площадь стыкуемых элементов должна быть не менее площади соединяемого элемента; шаг болтов в стыках для уменьшения размеров и массы соединяющих элементов должен быть минимальным.

В таких стыках изгибающий момент M_X передается через поясные накладки и накладки стенки, поперечная сила Q_X через накладки стенки.

Изгибающий момент распределяют между поясами и стенкой пропорционально их моментам инерции, поэтому части момента, приходящиеся на стенку и пояса соответственно равны

Cтык поясов

Каждый пояс балки перекрывается тремя накладками сечением 340х12 и 2х150х12 с общей площадью сечения

Усилие в поясе определяется по формуле

Необходимое количество высокопрочных болтов по одну сторону от оси стыка равно

где

Здесь - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

- для болтов из стали 40Х принимается по табл.61[3];

- коэффициент трения при газопламенной обработке поверхностей

определяемый по табл.36[3];

- коэффициент надежности: принимаемый по табл.36[3] при

регулировании натяжения болта по углу закручивания;

- площадь сечения болта нетто d =20мм. Определяемая по табл.62[3];

- коэффициент условий работы соединения;

K = 2 - количество поверхностей трения.

Итак, несущая способность одного высокопрочного болта равна

Контролируемое усилие натяжения высокопрочных болтов

Необходимое количество болтов

Принимаем 8 болтов и размещаем их согласно рис. 2.5.

Стык стенки.

Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 320х1200х10 мм. Толщину накладок на стенку обычно принимают равной толщине стенки или на 2–4мм меньше, но не менее 8мм.

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов

Находим коэффициент стыка по формуле:

где - число вертикальных рядов болтов на полунакладке.

Из табл.2.4 находим количество рядов болтов по вертикали K =6 при

Таблица 2.4

K	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	1.40	1.55	1.71	1.87	2.04	2.20	2.36	2.52	2.69	2.86

Принимаем 6 рядов с шагом 21.0см.

Производим проверку стыка по формуле

где

Таким образом, усилие, возникающее в крайних болтах, меньше предельной несущей способности высокопрочного болта.

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты (диаметр отверстия на 2 мм больше диаметра болта). По краю стыка пояс ослаблен двумя отверстиями (4 отверстия если количество болтов кратно 4: 8,12, 16 и т.д. болтов).

Следовательно, ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями.

Условие не соблюдается, следовательно принимаем ширину накладок 14мм. Тогда сечения накладок 340х14 и 2х150х14 с общей площадью сечения: