2.6 Проверка прочности стыков сварной балки.

Проектируем монтажный стык сварной балки на высокопрочных болтах, по /2/. Стык делаем в середине пролета, где возникает максимальный изгибающий момент М = 4272,75кНм и поперечная сила Q равна нулю.

Стык осуществляем высокопрочными болтами d = 20мм из стали 40Х «селект», имеющей временное сопротивления материала высокопрочных болтов R_bun = 1100МПа = 110кН/см²; обработка поверхности газопламенная. Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения, считая, что разность между номинальным диаметром болта и отверстия превышает 1мм и _b = 0.85, определяется по формуле:

где Q_bh – несущая способность болта, имеющего две плоскости трения;

R_bh = 0.7R_bun – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

R_bun – временное сопротивления материала высокопрочных болтов;

µ, γ_n – коэффициенты трения и надежности, принимаемые в зависимости от способа обработки соединяемых поверхностей, способа регулирования натяжения болтов, разности между диаметрами болтов и отверстий и в зависимости от вида нагрузки (динамическая или статическая);

А_bn – площадь поперечного сечения болта нетто (по резьбе);

γ_b – коэффициент условий работы соединения.

2.7 Стык поясов

Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечением 400х14мм и

2 - 180х14мм, по /1/.



Определяем усилие в поясе:

Количество болтов для прикрепления накладок:

принимаем 20 болтов и размещаем их:

2.8. Стык стенки.

Стенку перекрываем двумя накладками сечением 320х1100х8мм, по /1/.

Момент, действующий на стенку:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

a_max = 1350 –2х80 = 1190мм = принимаем 1100мм

Находим коэффициент стыка :

Находим количество рядов болтов по вертикали (k) при  = 2.025, k = 12 и  = 2.36  2,025, т.о. принимаем 12 рядов с шагом 100мм. Проверяем стык стенки по формуле:



Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты

d = 22мм (на 2мм больше d болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка:



А_f^br – площадь сечения поясов брутто (без учета ослабления сечения отверстиями);

Ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:

A^nt = 106.4 – 4x2x1.4x2.2 = 81.76см²

Принимаем накладки толщиной 14мм:

A^nt = 1,4x(40+2x18) – 4х2х1,4х2,2 = 81.76см²  0,85А_f = 0,85*68 = 68см².

При размещении болтов на вертикальных накладках нужно принимать расстояния между ними по вертикали, близкие к максимально допустимым (табл. 39, СНиП II-23-81*), т.е. (5 – 8)d₀, где d₀ – диаметр отверстия под болт. Это позволяет уменьшить количество болтов в стыковом соединении стенки.

Между вертикальными рядами болтов в стыке стенки принимаются минимально допустимые расстояния.

Размеры накладок назначают конструктивно исходя из условия размещения найденного количества болтов.

Ширина горизонтальной накладки принимается, как правило, равной ширине пояса балки.

2.9 Расчет и конструирование опорной части главной балки.

В курсовом проекте возможны 2 варианта опорной части главной балки, по /1/:

1. случай, когда опирание главной балки осуществляется посредством сварки пластины (соответствующих размеров) к торцу главной балки.

2. усилие на оголовок колонны передается через нижний пояс.

Принимаем первый вариант:

Размер “а” принимается конструктивно равным 20 мм.

Определяем площадь смятия торца ребра по формуле:

где F = Q_max = ql/2 = 1139.4кН, расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности R_p = 35,5кН/см².

Принимаем ребро 260х14мм, по /1/, А_р = 26*1,4 = 36,4см²  32.1 см². проверяем опорную стойку балки на устойчивость относительно оси Z. Ширина участка стенки, включенной в работу опорной стойки:



Рассчитываем прикрепление опорного ребра к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой Св-08Г. предварительно находим параметры сварных швов и определяем минимальное значение

R_f = 16,5кН/см², R_z = 21,5кН/см², _f = 1,05, _z = 0,9

в расчет подставляем меньшее значение.

Принимаем шов k = 7мм, по /2/, что больше k_min. Проверяем длину рабочей части шва:



Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.