5. Расчет деталей и узлов балок. Опирания и сопряжения балок.

2.5.1 Расчет опорной части Главной Балки

Опорная реакция главной балки кН. Примем мм.

Находим требуемую площадь опорного ребра

см²,

где кН/см² [1, прил. 1].

Принимаем ребро сечением 18 × 220 мм по табл. П9.6 [1].

мм; мм; мм;

см² > см²; см;

Проверяем устойчивость опорной части балки

см², где

см;

см⁴;

см; ;

< 1,

где [1, прил. 7].

Устойчивость ребра обеспечена.

Торцевое ребро привариваем сплошными швами к стенке ручной сваркой электродами Э42. Предварительно определим сечение, по которому необходимо рассчитать угловой шов на срез (условный)

где кН/см²; кН/см² [1, прил. 1]; ; [1, табл. П4.4]

Расчет следует проводить по металлу шва.

Определим катет шва

см.

Принимаем мм. Проверим выполнение конструктивных требований к сварным швам [1, табл. П4.5].

мм (при t_max=11 мм) < мм < мм.

Проверяем длину рабочей части сварного шва

85∙1,1∙0,7= 65 см < см.

Прочность сварного шва обеспечена.

6. Соединения поясов со стенкой.

Так как подбор сечения балки выполнен с учетом ограниченного развития пластических деформаций, поясные швы выполняем двусторонними, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св-08А. Балки настила опираются на главную балку этажно, поэтому расчет выполняем на равнодействующую N_f в месте опирания первой от опоры балки настила (рис. 6).

кН/см,

где кН; см⁴; см³; F = 146,55 кН, см.

Предварительно определим сечение, по которому необходимо рассчитывать угловой шов на срез

Расчет следует проводить по границе сплавления.

Находим требуемый катет шва

см.

Принимаем мм. Проверим выполнение конструктивных требований мм мм.

7. Стыки сварных балок.

По заданию стык выполняется на высокопрочных болтах.

Каждый пояс балки перекрывают тремя накладками с двух сторон, а стенку – двумя вертикальными накладками, площадь сечения которых должна быть не меньше площади сечения перекрываемого элемента.

Стык размещаем в середине пролёта, где M = 6096 кН · м и Q=0.

Для стыка применяю высокопрочные болты диаметром 24 мм (А_bn=3,52 см²) из стали 40 «селект» с нормативным временным сопротивлением R_bun=1100 МПа [1, Табл. П6.1 и П6.4]. Способ обработки соединённых поверхностей – дробометный с консервацией. Способ регулирования натяжения болтов – по углу поворота гайки.

Расчётное сопротивление, воспринимаемое одной поверхностью трения соединяемых элементов:

Расчётное сопротивление растяжению высокопрочного болта 77 кН/см²

Коэффициент условия работы при n>10 - 1

Коэффициент трения 0,5 [1, Табл. П6.8]

Коэффициент надёжности 1,02 [1, Табл. П6.8] (при δ=2мм)

кН

Размеры накладок поясов назначаю по принципу равнопрочности ( 120 см²).

Принимаем верхнюю накладку сечением 400×18 мм, нижние полунакладки 180×18 мм.

Общая площадь накладок А_nf=40·1,8+2·18·1,8=136,8 см² > А_f=40∙3=120 м².

Усилия в поясах:

кН · м

кН,

Где I_f = = 1126320 см⁴.

Число болтов:

(при к=2)

Принимаем 14 болтов, диаметр отверстий 26 мм.

А_n=3·(40-2∙2,6)=104,4 см² > 0,85А_f= 102 см², то А_ef=A_f=120 см²

< R_y= 30 кН/см²

Момент, действующий на стенку кН∙м

Принимаю расстояние между крайними рядами болтов a_max=100 см

Число рядов на полунакладке m=3.

При действии на стык только изгибающего момента максимальное усилие можно определить, как , от сюда

В вертикальном ряду располагаем 6 болтов

3,36 м²

кН 132,9∙2∙1=265,8 кН

Прочность болтов обеспечена.