Вопрос №19. Конструктивные требования к сварным соединениям.

1. Катет угловых швов к_f д.б. не менее 4 мм и не более 1,2 меньшей из толщин свариваемых элементов.

2. Расчетная длина шва – не менее 4 к_f или 40 мм, но не более 85β_fк_f. К расчетному значению длины сварного шва прибавляем 1 см

3. Для элементов ферм наим-я длина фланговых швов 60 мм, расст-я м/у соседними швами на фасонке – не менее50 мм

4. При сварке полок профилей вдоль кромок имеющих округления, наибольшую толщину к_fпринимают меньше толщины полки.

5. Минимальные толщины угловых швов зависят от толщины свариваемых элементов, выда сварки и вида соединений.

6. Размер нахлеста листов д.б. не менее 5 min толщин

7. При ручной сварке за один проход м. б. выполнен шов с катетом не более 8 мм. Если нужен более толстый шов, то необх.пройти сваркой еще раз.

Вопрос №20. Балочные клетки. Типы. Узловые сопряжения.

При проектировании конструкции балочного покрытия рабочей пло­щадки цеха, проезжей части моста или другой аналогичной конструкции необходимо выбрать систему несущих балок, обычно называемую балоч­ной клеткой.

Балочные клетки подразделяют на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный (рис. 7.3).

В упрощенной балочной клетке (рис.7.3,а) нагрузка на перекрытие передается через настил на балки настила, располагаемые обыч­но параллельно меньшей стороне перекрытия на расстояниях а (шаг балок) и через них на стены или другие несущие конструкции, ограни­чивающие площадку. Из-за небольшой несущей способности настила поддерживающие его балки приходится ставить часто, что рационально лишь при небольших пролетах их. При частом размещении длинных ба­лок возникает противоречие между получаемой мощностью и требуемой жесткостью, что неэкономично; в нормального же типа балочной клетке (рис.7.3,б) нагрузка с настила передается на балки настила, Ко­торые в свою очередь передают ее на главные балки, опирающиеся на колонны, стены или другие несущие конструкции, ограничивающие пло­щадку. Балки настила обычно принимают прокатными.

В усложненной балочной клетке (рис.7.3,в) вводятся еще дополнительные, вспомогательные балки, располагаемые между балками настила и главными балками, передающими нагрузку на колонны. В этом типе балочной клетки нагрузка передается на опоры наиболее длинно. Чтобы снизить трудоемкость перекрытия, балки настила и вспо­могательные балки обычно принимаются прокатными.

Выбор типа балочной клетки связан и с вопросом о сопряжении ба­лок между собой по высоте. Сопряжение балок может быть этажное, в одном уровне и пониженное. При этажном сопряжении (рис.7.4,а) бал­ки, непосредственно поддерживающие настил, укладываются на глав­ные или вспомогательные. Это наиболее простой и удобный в монтажном отношении способ сопряжения балок, но он требует наибольшей строи­тельной высоты. При сопряжении в одном уровне (рис. 7.4,б) верхние полки балок настила и главных балок располагаются в одном уровне, а на них опирается настил. Этот способ позволяет увеличить высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия, но су­щественно усложняет конструкцию опирания балок.

Пониженное сопряжение (рис. 7.4,в) применяется в балочных клетках усложненного типа. В нем вспомогательные балки примыкают к главной ниже уровня верхнего пояса главной, на них поэтажно уклады­вают балки с настилом, которые располагаются над главной балкой. Этот тип сопряжения, так же как и сопряжение в одном уровне, позво­ляет иметь наибольшую высоту главной балки при заданной строитель­ной высоте перекрытия.

Основные размеры балочной клетки в плане и по высоте, т. е, пол­ные размеры площадки, расстояния между промежуточными опорами-колоннами, высота помещения под перекрытием и отметка верха насти­ла (разница между которыми, определяет возможную строительную вы­соту перекрытия), обычно задаются технологами или архитекторами ис­ходя из требований размещения оборудования и удобной эксплуатации помещений.

Главные балки обычно опирают на колонны и располагают вдоль больших расстояний. Расстояние между балками настила (рис. а) определяется несущей способностью настила и обычно бывает 0,6—1,6 м при стальном и 2—3,5 м при железобетонном настиле.

Расстояние между вспомогательными балками обычно назначается в пределах 2—5 м, и оно должно быть кратно пролету главной балки. При выборе этого расстояния надо стремиться получить минимальное число вспомогательных балок, причем прокатных. Установив направле­ние, пролет главных балок и расстояние между балками настила, вы­бирают тип и компонуют балочную клетку таким образом, чтобы общее число балок было наименьшим, балки под настилом и вспомогательные балки были прокатными, а сопряжения между балками были простыми и удовлетворяли имеющейся строительной высоте перекрытия.

При этом следует принимать наиболее простой тип балочной клетки с наиболее коротким путем передачи нагрузки на опоры.

Таким образом, выбор рационального типа балочной клетки и ти­па сопряжения балок в ней зависит от многих факторов, и целесо­образность выбора для данных конкретных условий может быть ус­тановлена только сравнением возможных вариантов конструктивного решения.

При свободной планировке балочной клетки, когда расстояние меж­ду промежуточными колоннами не задано или может быть очень неболь­шим, определение пролетов балок становится технико-экономической за­дачей, для решения которой могут быть использованы следующие прин­ципы:

-полного использования несущей способности перекрывающей конст­рукции, в этом случае задаются наиболее удобным размером сечения балки (например, распространенным номером прокатного двутавра) и исходя из действующей на нее нагрузки определяют расстояния между балками или пролет, при котором эта балка может быть полностью использована; этот пролет может быть заменен в сторону уменьшения при увязке размеров всей балочной клетки с размерами одной ее ячейки и увязке с шагом и пролетом смежных основных конструкций исходя из требований типизации и унификации конструкций;

-экономичности, при котором исходят из того, чтобы стоимость ба­лочной клетки и поддерживающих ее опор была наименьшей; этот прин­цип, широко используемый в мостостроении, определяет оптимальный по стоимости пролет главной балки при условии равенства стоимостей пе­рекрывающей и поддерживающей конструкции:

, где с_оп - стоимость опоры; с_б - соимость балки; n - количество балок, опирающихся на опору.

Вопрос №21. Подбор сечения сварных балок.

Подбор сечения балок заключается в определении ширины поясов балки и толщины стенки балки.

Толщину стенки принимаем не менее 10 мм, а затем уточняем толщину стенки по условию ее прочности на срез.

Определяем момент инерции стенки:

, , ,h>h_деф,

,

h≥h_opt,

h≤h_стр – задается заданием.

На долю поясов остается: J_fтр=J_xтр-J_w

, ,

t_f=20…40 мм

Проверяем местную устойчивость заданного пояса.

;

После утверждения ширины пояса необходимо посчитать геометрические характеристики сечения и проверить балку по нормальным и касательным напряжениям.

Вопрос №22. Обеспечение местной устойчивости балок.

Устойч. поясов:

Уст. поясов обеспечив-ся при компановке сечения.

Устойч. стенок:

Обеспечив-ся постановкой поперечных ребер жесткости. Если сеч. балки подбирается с учетом пласт. деф-й, то ребра жесткости ставить обязательно, не зависимо от гибкости стенки. Шаг ребер жесткости зав-т от условной гибкости стенки, кот. определ. по след. форм-м:

,

Если <3,5, то шаг ребер а≤2,5h_w

Если ≥3,5, то а≤2h_w

Желательно ребра жесткости ставить под второстепенными балками и балками настила. После установки ребер необх. проверить наиб. нагруж. отсек балки на устойчивость. Отсек – простр-во м/у ребрами и полками.

В стенках возникают критические норм. и касат. напряжения.

с_cr – коэф. учитыв. влияние крит. напр-я на стенку.

μ – отношен. большей стороны отсека к меньшему разм. отсека.

Устойч. стенки обеспечен., если выполн. след. условие:

, если σ_loc=0 и γ_с=1

Если естьσ_loc:

Если проверка не проходит, рекоменд. увел. толщину стенки или изменить размеры отсека; если и это не помогло, то ставится продольное ребро жесткости, а затем короткие поперечн. и т.д.