Конструктивное решение монтажных стыков балок и их расчет

4.3.1. Проектирование стыка главной балки на высокопрочных болтах

Очевидно, что стык необходим посередине балки, где М_max = 535168 кН·см и Q = 0.

По табл. 61 СНиП II-23-81* выбираем высокопрочные болты для соединения d = 24 мм из стали 40Х "селект" с наименьшим временным сопротивлением R_bun = 110 кН/см² и площадью сечения болта нетто A_bn = 3,52 см² (табл. 62). По табл. 36 СНиП II-23-81* определяем, что при газопламенной обработке соединяемых поверхностей и при регулировании натяжения болтов по моменту коэффициент трения m = 0,42, коэффициент надежности g_h = 1,12 (при разности номинальных диаметров отверстий и болтов d = 1…4мм).

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определим по формуле

,

где R_bh – расчетное сопротивление высокопрочного болта, принимаемое по формуле СНиП [2].

кН/см²;

g_b = 1,0 (при количестве болтов больше 10) коэффициент условий работы соединения.

кН.

Стык поясов.

Перекрещиваем тремя накладками каждый пояс балки сечением 550´14 мм и 2´260´14 мм. Общая площадь сечения

см² > 55·2,4 = 132 см².

Определим усилие в поясе:

кН.

Количество высокопрочных болтов в соединении стыков поясов:

,

принимаем n = 18 болтов и размещаем их, как показано на рис.4.8.

Рис. 4.8.Размещение высокопрочных болтов на стыке поясов главной балки.

Стык стенки.

Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 360´1300´10 мм.

Момент, действующий на стенку:

кН·см.

Расстояние между крайними по высоте рядами болтов принимаем:

мм.

Вычислим коэффициент стыка a:

,

где m – число вертикальных рядов болтов на полунакладке.

Определяем, что число рядов болтов по вертикали равно 9, что соответствует шагу рядов болтов по высоте 150 мм (8x150 = 1200 мм).

Проверим стык стенки по формуле:

кН<Q_bh·k = 204 кН.

Рис. 4.9.Размещение высокопрочных болтов на стыке стенки главной балки

Проверим ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты диаметром d_o = 26 мм (на 2 мм больше диаметра болта).

Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка, поэтому площадь сечения пояса нетто:

см²,

а площадь сечения пояса брутто:

см².

Согласно п.11.14 СНиПа II-23-81*:

см²,

то есть ослабление пояса можно не учитывать.

Проверим ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:

см²,

следовательно, ослабление накладок можно не учитывать.

4.3.2. Проектирование сварного стыка главной балки

На монтаже сжатый пояс и стенку всегда соединяют прямым швом встык, а растянутый пояс – косым швом под углом 60⁰, так как при монтаже автоматическая сварка и повышенные способы контроля затруднены. Такой стык будет равнопрочен основному сечению балки и по этому не рассчитывается.

Чтобы уменьшить сварочные напряжения, сначала сваривают поперечные стыковые швы стенки 1 и поясов 2 и 3, имеющие наибольшую поперечную усадку. Оставленные не заваренными на заводе участки поясных швов длиной около 500 мм дают возможность поясным листам несколько вытянуться при усадке швов 2 и 3. Последним заваривают угловые швы 4 и 5, имеющие небольшую продольную усадку.

Рис. 4.10. Сварной стык отправочных марок главной балки