§ 2. Соединения балок в рамах с дополнительными усилениями

Конструкции соединений двутавровых балок показаны на рис. 17-2.

Иногда балки небольшой высоты прикрепляют к высокой путем обваривания по периметру поперечного сечения угловыми

швами. В этом случае рационально усилить соединение балок косынками трапецеидального очертания, как указано на рис. 17-2, а. Толщины косынок и вертикальной стенки, как пра­вило, равны; остальные размеры стенки устанавливаются с уче­том требований жесткости соединения и прочности швов

27 823

417

прикрепления. Подобная конструкция может быть рекомендова­на при статических нагрузках.

На рис. 17-2, а предусмотрена опора в виде столика. Подоб­ного рода опоры очень облегчают монтаж балок.

Основную долю момента М воспринимают швы, обвариваю­щие поперечное сечение по периметру

М_п = -* -»²-, (17.2)

>mas

где J_a — момент инерции периметра шва с учетом его шири­ны, равной 0,7 к; у_тах - расстояние от оси прикрепляемой балки до крайнего волокна шва. Косынки дополнительно повышают прочность и жесткость соединения.

Рассмотрим расчет на прочность усиленного косынкой при­крепления балки, работающей на изгиб (рис. 17-2,г). При этом целесообразно сделать две проверки прочности.

Первую проверку производят по сечению 00; в рабочую пло­щадь швов следует включить швы, обваривающие по периметру двутавровый профиль и вертикальные участки швов длиной /i₀-Момент инерции швов равен

/=Л!-4[™1_тад_е (i^ + 4 _

где /„---момент инерции швов, обваривающих двутавр по кон­туру. Напряжение в швах

_z ~ -__ . у_тах ДОЛЖНО бЫТЬ<К1,

где у _тах-;-^-Н V

Вторую проверку надлежит сделать с учетом возможного раз­рушения по ломаной линии BCED. Момент инерции швов при проверке прочности этого сечения равен

J=zJ„-\-4a0,7K (-j + ^kY> Напряжение в швах м

у_тлх должно быть

h —к

где у_тач = —^—■

.<? г-']

418

Прочность с учетом разрушения по линии BCED можно оп­ределить и по способу расчленения соединения на составляю­щие: швы, обваривающие периметр, и горизонтальные швы дли­ной а, в которых образуется пара сил, уравновешивающая в некоторой части момент М.

fc—
!	^

J

Рис. 17-3. Сопряжения балок разного профиля

В этом случае

М = М_п -Ь М_т. _шв ^

Откуда

М

Утах

_{+ 4}-с0,7лга (4- + 4-1

\ 2 ' 2

Л -------—7/ГГ^ Должно быть< {-/].

-—2- + 4 • 0,7 *а 1 -~ >max \ £

419

Для сварного соединения балок, воспринимающих перемен­ные нагрузки, более рационален тип конструкции, приведенный на рис. 17-2,6. Увеличением длины шва можно значительно повысить несущую способность конструкции, а устройством вы­кружек с радиусом R - - достигнуть снижения концентраторов на­пряжений. Расчет соединений элементов при этом следует про­изводить при значении К_э =2 с учетом у [см. формулу (10.6)

и табл. 10.11]. Соединения встык ■<sfjfi|A в ответственных конструкциях

Г необходимо механически обрабо-

тать.

Рис. 17-1 Жесткое сопряжение Рис. 17-5. Сопряжение щарнкрно-

балки со стопкой го типа балки со стойкой

статические и переменные нагрузки, может быть рекомендована конструкция (рис. 17-2,в), которая обеспечивает жесткость,

устраняет концентраторы напряжений и позволяет накладывать швы в требуемом количестве.

На рис. 17-3 показаны примеры соединений швеллеров, дву­тавров и уголков. Узлы сконструированы с применением фигур­ной резки. Во всех случаях при работе балки на изгиб соблю­дается следующее условие прочности: момент внутренних сил относительно центра тяжести соединения равен расчетному моменту.