Расчет поясного шва сварной балки
В работе балки учтены пластические деформации, а также имеется местная сосредоточенная нагрузка от балок настила, действующая на сжатый пояс балки. Поэтому швы выполняем двусторонними, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св – 08А диаметром 3 мм.
Определяем толщину шва в сечении х = 120/2 = 60 см, под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна
где n = 2 (при двусторонних швах); I1 = 332531см4, Sf1 = 2160 см3, F =134,55 кН, ℓℓос = =16,5 cм.
Определяем поперечную силу
Q = q·
По табл. 56 для сварочной проволоки Св-08А Rwf =180 МПа = 18 кН/см2. В соответствии с табл.3 и 51 для стали С255 Rwz= 0,45Run= 0,45·37 = =16,6 кН/см2. По табл. 35 находим коэффициенты глубины проплавления угловых швов βf = 1,1 и βz = 1,15. Затем определяем более опасное сечения шва βf Rwf= 1,1·18 =19,8 кН/см2˃βz Rwz= 1,15·16,6 = =19,09 кН/см2. Отсюда выбираем меньшее значение 19,09 кН/см2 и определяем требуемую тощину шва
Принимаем по табл.39 минимально допустимый при толщине пояса tf = 20 мм шов толщиной kf = 6 мм, что больше получившегося по расчету kf = 2,4мм.
Расчет монтажного стыка сварной балки на высокопрочных болтах
Монтажный стык делаем в середине пролета балки, где M = =2084,4 кН·м и Q = 0.
Стык осуществляем высокопрочными болтами d = 20 мм из стали марки 40Х «селект», имеющей по табл. №61 наименьшее временное сопротивление Rbun =1100 МПа = 110 кН/см2. Способ обработкии соединяемых поверхностей - газопламенная. Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения
где определяется из табл. 62 так как количество болтов n ˃10 коэффициент назначаем способ регулирования натяжения болта по углу закручивания, разница в диаметрах отверстия и болта δ = 1…4 мм, поэтому по табл.37 коэффициенты μ =0,42 и количество поверхностей трения k = 2.
Стык поясов
Стык каждого пояса балки перекрываем тремя накладками сечениями 300 × 12 мм и 2×130х12 мм. Общая площадь сечения накладок
Определяем усилие в поясе:
Количество болтов для прикрепления накладок
Принимаем 12 болтов.
Стык стенки
Стык стенки перекрываем двумя вертикальными накладками размером 320×1000×8 мм.
Момент, действующий на стенку балки:
Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов
Находим коэффициент стыка
где m = 2 – число вертикальных рядов на полунакладке; из таб. 4.1 находим количество рядов болтов k по вертикали при α = 2,04, k =10 (α = 2,04 ˃ 1,94). Принимаем 10 рядов с шагом 100мм, так как 100 ·9 = 900 мм.)
Таблица 4.1 Коэффициент стыка стенки балки
Поверяем несущую способность стыка стенки балки
Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты диаметром dо=22 мм (на 2 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка
т.е. ослаблением пояса можно пренебречь.
Рисунок 4.6 Монтажный стык сварной балки
Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями
Толщину накладки с 12 мм увеличим до 14 мм, тогда