Расчет узла сопряжения балок настила с главными балками

Компоновка сечения

Уточняем толщину из условия прочности на срез

, (2.6)

где - расчетное сопротивление стали срезу, кН/см², ;

Q_max – максимальная поперечная сила в балке, кН

.

, условие выполняется

Конструктивно принимаем толщину стенки для выполнения условия (2.38)

Определяем момент инерции стенки балки

(2.7)

Определяем требуемый момент инерции для всего сечения балки

(2.8)

Определяем требуемый момент инерции поясных листов

(2.9)

Определяем требуемую площадь поясных листов

, (2.10)

где h_f – расстояние между центрами тяжести поясных листов, h_f = 162,5 см

Требуемая ширина поясных листов

(2.11)

Окончательно требуемую ширину пояса принимаем в соответствии с ГОСТ на листовую сталь [2, п.2.8]

Свес пояса

(2.12)

Для обеспечения устойчивости пояса должны выполняться условия:

1. ;

условие выполняется.

2. ;

условие выполняется.

Окончательная ширина пояса

Рисунок 6 – Геометрические характеристики принятого сечения

Определяем момент инерции

(2.13)

;

Прочность принятого сечения:

(2.14)

Изменение сечения главной балки

В целях экономии стали в сечениях с меньшим изгибающим моментами по сравнению с М_max производится уменьшение сечения путем уменьшения ширины верхнего и нижнего поясов.

Рисунок 7 – Изменение сечения главной балки

Изменение сечения производим за счёт уменьшения ширины пояса, место изменения сечения принимаем на расстоянии

(2.15)

Определим изгибающий момент в месте изменения сечения

(2.16)

.

Поперечная сила в этом сечении

(2.17)

.

Требуемый момент сопротивления измененного сечения определяется с учетом прочности стыкового сварного шва.

Расчетное сопротивление шва

(2.18)

(2.19)

.

Требуемый момент инерции измененного сечения

(2.20)

.

Требуемый момент инерции измененного пояса

(2.21)

.

Требуемая ширина измененного пояса

(2.22)

Ширину листа принимаем по ГОСТ 85-70* [2,п.2.8]

b_f’ = 240 мм.

Проверка:

, условие выполняется.

Определяем фактические характеристики измененного сечения:

По формуле (2.13) получаем

,

Проверяем прочность измененного сечения в двух точках А и Б

Нормальные напряжения

(2.23)

Условие прочности выполняется.

Рисунок 8 – Геометрические параметры измененного сечения

(2.24)

Условие прочности выполняется.

Статический момент измененного пояса относительно нейтральной оси:

(2.25)

Статический момент измененного полусечения относительно нейтральной оси:

(2.26)

Касательные напряжения:

(2.27)

условие выполняется.

(2.28)

условие выполняется.

Приведенные напряжения проверяем в точке Б

(2.29)

Условие прочности выполняется в обоих сечениях.

Расчет узла сопряжения балок настила с главными балками

В целях экономии строительной высоты перекрытия стык балок осуществляем пониженным.

Стык производим при помощи болтов нормальной точности класса 5.6 диаметром 20 мм, диаметр отверстий под болты 23 мм.

Расчетные сопротивления болтов срезу и смятию принимаем

по [2. п.п.3.4,3.5]

- расчетное сопротивление срезу;

- расчетное сопротивление смятию.

Рассчитаем несущую способность одного болта на срез:

, (2.30)

где d_о - диаметр отверстий под болты, d_о=23 мм;

γ_b – коэффициент условий работы, γ_b = 0,9

Несущая способность на смятие:

(2.31)

где t_min – минимальная толщина соединяемых элементов, принимается по толщине ребра равной 8 мм.

Количество болтов находим по минимальному значению несущей способности.

Болты воспринимают реакцию, т.е. усилие, возникающее на опоре балки настила V_бн.

(2.32)

Количество болтов определяется по формуле:

(2.33)

.

Конструктивно принимаем 2 болта и размещаем их вертикально по высоте балки на одинаковых расстояниях друг от друга.

Рисунок 9 – Узел сопряжения балок