Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки
Конструирование сварного стыкавыполняется по (1) и заключается в выборе способов разделки стыкуемых кромок, зазоров в стыке и последовательности сварки швов в стыке. В большинстве случаев укрупнительный стык выполняется без физических методов контроля сварки. Стык растянутого пояса проектируется с равнопрочным косым стыковым швом (тангенс угла наклона линии стыка коси пояса равен 2). Стык сжатого пояса выполняется прямой.
Стык на высокопрочных болтах (рис. 14) выполняется в среднем сечении (Q(x=l/2)=0). Конструирование стыка заключается в выборе диаметров и материала болтов, размеров накладок поясов и стенки, размещения болтов и способов обработки стыкуемых поверхностей. Расчет стыка состоит в определении количества болтов в стыке поясов и в проверке прочности стыка стенки по усилию в наиболее нагруженном болте. Расчетное усилие на один болт по п. 15.3.3[1|, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, определяется по формуле
(3.24)
Рисунок 14 – Схема монтажного стыка на высокопрочных болтах
где Rbh - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению, Значения Rbun принимаются по табл. 17прил.Б в зависимости от принятой марки стали для болтов;
μ, gn – коэффициенты трения и надежности, соответственно, принимаемые по таблице 18 прил. 2;
Abn – площадь сечения болта нетто, определяемая по таблице 19 прил. Б.
Количество высокопрочных болтов в стыке поясов определяется по п.15.3.4
, (3.25)
где K – количество поверхностей трения в стыке;
– коэффициент условий работы;
– коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов n.
N – расчетное усилие на стык, которое приближенно определяется по формуле
Можно также принимать ,где smax=Ry.
Усилие в наиболее нагруженном болте в стыке стенки определяется, исходя из доли момента, воспринимаемой стенкой Mw=M- Nh f по формуле
(3.27)
где m – количество вертикальных рядов болтов с одной стороны стыка стенки;
hmax - расстояние между крайними ботами в вертикальном ряду:
hi — расстояния между парами симметрично расположенных болтов (рис. 14).
3.9.1 Пример 13. Запроектировать стык на высокопрочных болтах главной балки, рассмотренной в предыдущих примерах
Принимаем болты диаметром 20 мм из стали 40Х «Селект», отверстия диаметром 23 мм. Тогда кН/см2, Abn = 2,45 см2. Способ подготовки поверхности - газопламенный без консервации, способ регулирования натяжения - по углу поворота гайки. Для этих условий по табл. 18 прил. Б имеем μ = 0,42; gh =1,02. Тогда
Qbh= = 0,7×110×2,45×0,42/1,02 = 77,7 кН.
Стык поясов перекрываем накладками из стали С245 сечением 550×12 с наружной и 2×260×12 с внутренней стороны поясов. При этом суммарная площадь сечения накладок см2, что несколько больше площади сечения поясов.
Усилие в поясах кН.
Требуемое количество болтов в стыке поясов
Принимаем 18 болтов. Ставим их, как показано на рис. 14, в соответствии с требованиями табл. 20 прил. Б.
Стык стенки перекрываем парными накладками из листа t =10 мм. Болты ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны стыка на расстоянии в ряду a=100 мм (максимально допустимое расстояние мм. Число болтов в ряду 16 шт. см. Момент, приходящийся на стенку, равен
кН×м;
Проверяем прочность болтового соединения на сдвиг
кН.