Проверка жесткости Проверяют жесткость разрезной балки
f / l = M н * l / (10 *E * J 1) f / l , где f / l =1/300 –предельный относительный прогиб
461853 * 2100 / (10 *20600 *1457613,2 ) =0,0032 0,00333
Расчет поясных швов
Сварные поясные швы в балках делают сплошными одной толщины. По конструктивным соображениям минимальный катет поясного шва принимается в зависимости от толщины полки согласно таблице 2 приложения 5.
Конструктивно минимальная высота катета поясного шва k f = 6 мм.
Поясной шов принятого катета проверяется на прочность
по металлу шва QS’f / (tw I’f ) Rf f c = 1038 * 3760 / 1,4*1457613,2 =9,6 15,3
по металлу границы сплавления QS’z /(tw I’f ) Rz z c =1038 * 3760/1,4*1457613 =9,6 16,4
2.10. Конструирование и расчет опорной части балки
Требуемая площадь опорного ребра
A s тр Q / R p , где R p - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности. При R u n = 37 кН / см 2 по табл. 52 [1] найдем R p = 34 кН / см 2 .
A s тр = 1038.38 / 34= 30.54 см 2
Принимаем толщину опорного ребра t s = 20 мм
Ширина ребра b s = A s тр / t s =30,54 / 2 = 15,27 см , b s 180 мм , значит b s =18 см
Рис. 5. Опорное ребро и опорная часть главной балки
Проверим устойчивость опорного ребра
b s / (2 *t s ) 0,5 * E / R y
20 / (2 *2 ) 0.5 * 20600 / 24,5
4,5 14,5 см
Проверяем устойчивость относительно оси Z :
= Q / ( * A оп ) R y * c
A оп -расчетная площадь опорной части балки
A оп = t w * 0,65t w *(Е / R y ) + t s * b s =1.4 *0,65* (20600/24,5)+2 *20 =66.3 см 2
-коэффициент продольного изгиба , зависит от гибкости.
Гибкость = h / i z = h / J z / A оп
Момент инерции условного сечения J z = t s * b s 3 / 12 = 2 *20 3 / 12=972 см 4
=190 / 972 / 66,3 =49.28 , такой гибкости соответствует коэффициент продольного изгиба = 0.855
Нормальные напряжения =1038,38 / (0,855 *66,3 ) =18,57 24,5 кН / см 2 .
Определим толщину швов прикрепления опорных ребер к стенке
k f Q/ ( n * f * h w * R w f * w f * c ) , где n –число швов
k f = 1038.38 / (2 * 0.7 * 186 * 18*0.85 * 1 ) = 0.23 см
Минимальный конструктивный шов - 6 мм
2.11. Расчет и конструирование монтажного стыка
Монтажный стык проектируем посередине пролета балки. Рассмотрим два варианта выполнения монтажного стыка : сварной и на высокопрочных болтах.
При выполнении сварного стыка в середине пролета и невозможности осуществления физических методов контроля шва необходимо выполнить стык верхнего пояса прямым, стык нижнего пояса – косым.
При выполнении стыка на высокопрочных болтах принимается один диаметр болтов для поясов и стенки. Стык выполняется при помощи накладок. Основным является диаметр 24 мм. Изгибающий момент в стыке распределяется между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.
Доля изгибающего момента, приходящегося на стенку М w = М ст * J w / J 1
J w = t w * b w 3 / 12 =1.4 *186 3 / 12 = 750733.2 см 4
М w =545148 * 750733.2 /1457613.2 =280774.56 кНсм
Доля изгибающего момента, приходящегося на пояса
М f = М ст - М w = 545148 –280774.56 =264373.44 кНсм
Усилие в поясных накладках
N н = М f / h =264373.44 /190 =1391.44 кН
Требуемая площадь накладки нетто
A н = N н / R y c =1391,44 /24,5 =56,79 см 2
Необходимое количество высокопрочных болтов с одной стороны стыка
n = N н / (n тр * Q b h * c ) , где n тр - количество плоскостей трения ,
Q b h -расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом по одной плоскости трения соединяемых элементов , определяется по формуле :
Q b h = R b h * b * A b n * / h , где
R b h = 0,7 * R bun , R b h = 0,7 * 110 = 77 кН / см 2
b - коэффициент условий работы соединения при количестве болтов n 10 b = 1
A b n =3,52 см 2 - площадь сечения нетто для болта диаметром 24 мм
= 0.58 - коэффициент трения , принимаем по табл. 36 * [1]
h = 1,12- коэффициент надежности , принимаем по табл. 36* [1]
Q b h = 77 * 1 * 3,52 *0,58 / 1.12 = 140,36 кН
n =1391,44 /140,36 =9,9 -принимаем n =10
Толщина стыковой накладки t н = A n / b н =56.79 /40 =1.42 см –примем t н = 1,6 см