Расчёт опорных частей балок
При шарнирном опирании сварных балок на нижележащие конструкции передачу опорной реакции осуществляют через парные опорные ребра, приваренные к нижнему поясу балки, к стенке (двумя вертикальными швами) и к верхнему поясу в соответствии с рисунком 5.
![]() |
Рисунок 5 – Парные опорные рёбра
Размеры опорного ребра определяем из расчёта на смятие их торцов. Площадь опорного ребра Аоп.р., см2, определяем по формуле
, ( 35 )
Rcm=RA
где – расчетная реакция опоры,
;
– расчетное сопротивление на смятие торцевой поверхности
.
Принимаем толщину опорного ребра Sоп.р. = 18 мм.
Тогда, зная, что площадь опорного ребра вычисляется по формуле
( 36 )
Выразим из неё ширину опорного ребра bоп.р., см, в виде формулы
Наименьшая ширина опорного ребра принимается bоп.р.=180…200 мм
Чтобы ребро не потеряло местную устойчивость, необходимо проверить соотношение
( 37 )
После определения размеров ребра определяем катет сварного шва Кf, см, из условия прочности сварных швов, по формуле
, ( 38 )
где n – число сварных швов.
В сварных балках вся опорная реакция передаётся на ребро через вертикальные угловые швы.
Передачу опорной реакции можно осуществить и посредством диафрагмы с фрезерованным нижним торцом, приваренной к торцу балки в соответствии с рисунком 6.
Размеры диафрагмы определяем из расчёта на смятие её торца. Площадь диафрагмы Ад, см2, определяем по формуле
( 39 )
Rcm=RA
Зададимся толщиной диафрагмы Sд = 18 мм.
Рисунок 6 – Диафрагма как опорная часть балки
Определим ширину диафрагмы bд, см, по формуле
( 40 )
Наименьшая ширина диаграммы принимается bд ≥ 180 мм.
Определяем катет сварного шва Кf, см, по формуле
Расчёт стыков балок
Стыки стенки и сжатого пояса делают прямыми. Стык растянутого пояса устраивают прямым, если напряжения в поясе не превышает расчётное сопротивление сварного соединения растяжению. В противном случае делают косым.
![]() |
Рисунок 7 – Стыки балок
Стык каждого элемента балки рассчитываются на усилие (момент), воспринимаемое этим элементом. Стык стенки рассчитывают на действия изгибающего момента и поперечной силы.
Определяем изгибающий момент, приходящийся на стенку Мст, кН.см, по формуле
, ( 41 )
где М – изгибающий момент, действующий в данном сечении (в месте
расположения стыка), кН.см;
Iст – момент инерции всего сечения стенки, см4;
Iх – момент инерции всего сечения балки, см4.
( 42 )
Определяем касательные напряжения в сварном стыковом шве tQw, кН/см2, от действия поперечной силы, по формуле
, ( 43 )
где Q – поперечная сила, действующая в данном сечении, кН;
Sх – статический момент половины продольного сечения шва
относительно нейтральной оси, см3.
( 44)
Определяем нормативные напряжения в сварном шве σwМст, кН/см2, от изгибающего момента, по формуле
, ( 45 )
где Wст – момент сопротивления сечения стенки балки, см3.
( 46 )
Кроме того, стыковой сварной шов стенки должен быть проверен на приведенные напряжения σwпр, кН/см2, по формуле
( 47 )
Определяем усилие N, кН, воспринимаемое поясом, по формуле
, ( 48 )
где hо – расстояние между центрами тяжести поясов, см, в соответствии
с рисунком 3.
Тогда напряжение в растянутом поясе σwN, кН/см2, будет определено по формуле
, ( 49 )
где Аш – площадь поперечного сечения пояса, см2.
( 50 )
Расчёт массы балки
Определяем массу балки G, кг, по формуле
, ( 51 )
где Gп – масса пояса балки, г;
Gст – масса стенки балки, г.
, ( 52 )
где l – пролёт балки, см;
γ – удельный вес металла, г/см3;
γ = 7,85 г/см3 .
( 53 )