Проектирование металлических конструкций (стр. 3 из 4)
где:
, 
, 
, 
.Проверяем условие σred < Ry×gс, 15,39<24.
Проверка показала, что прочность балки обеспечена.
5.4 Проверка устойчивости балки
Проверяем общую устойчивость балки по формуле (46) в месте действия максимальных нормальных напряжений, принимая за расчет пролёт l0 – расстояние между балками настила.
, (46)где δ=1–0,7×
, так как с1=c, то δ=0,3.в середине пролета балки, где учтены пластические деформации проверяем применимость формулы:
, 
; 
и 
; 
и 
; 
; 
.в местах, где произведено уменьшение сечения:
, 
; 
и 
; 
и 
; 
; 
.В условиях выполняются, значит общая устойчивость балки обеспечена.
Проверка прогиба (второе предельное состояние) балки может не производиться, так как принятая высота балки больше минимальной.
Проверка местной устойчивости сжатого пояса. Для обеспечения устойчивости пояса при его упругой работе необходимо соблюдать следующие условия:
; 
; 
. 
; где: 
; 
; 
.Из выполненных условий видно, что местная устойчивость пояса обеспечена.
Согласно СНиП, требуется укреплять стенку балки поперечными рёбрами жесткости при действии местной нагрузки на пояс балки при
. Проверим это условие: 
.Проверка показала, что стенку балки необходимо укрепить поперечными рёбрами жесткости, которые устанавливаются следующим образом: по краям через одну, а в середине под каждой балкой.
5.5 Расчет поясных швов
Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняем двухсторонние, ручной полуавтоматической сваркой в нижнем положении, сварочной проволокой Св–08А. Определяем толщину шва в сечении Х=100 см, под первой от опоры балки настила, где сдвигающая сила максимальна.
Определяем катет шва по формуле:
, (47)Для этого определяем более опасное сечение шва:
по металлу шва bf =0,7 (табл.34 СНиП II-23-81*, для ручной полуавтоматической сварки); расчетное сопротивление металла шва Rwf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*); Rwf×bf=180×0,7=126 МПа.
по металлу границы сплавления bz = 1 (табл.34 СНиП II-23-81*, для ручной полуавтоматической сварки); расчетное сопротивление металла шва Rwz = 0,45Run=0,45·410=184,5 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*); Rwz×bz=184,5×1=184,5 МПа.
Более опасное сечение по металлу шва.
Определим перерезывающую силу в сечении Х по формуле (34):
,Статический момент балки:
.F – опорные реакции балок настила, вычисляемые по формуле:
,lloc– длина передачи нагрузки на стенку балки, вычисляемая по формуле: lloc=bf1+2×tf=18+2×1,6=21,2 см.
Принимаем требуемый катет шва kf=6 мм (в соответствии с табл.38 СНиП II-23-81*).
5.6 Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах
Для избежания сварки при монтаже, монтажные стыки сварных балок выполняют на высокопрочных болтах. В таких стыках каждый пояс балки желательно перекрывать тремя накладками с двух сторон, а стенку - двумя вертикальными накладками, площадь сечения которых должна быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента.
Болты в стыке ставят на минимальных расстояниях друг от друга: (2,5–3)d болта, чтобы уменьшить размеры и массу стыковых накладок.
Расчет каждого элемента балки ведут раздельно, а изгибающий момент распределяют между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.
Стык делаем в середине пролета балки, где
Стык осуществляется высокопрочными болтами
из стали 40х «селект», имеющей 
(табл. 61*СНиП II-23-81*); обработка поверхности газопламенная. 
- площадь сечения болта по не нарезной части; 
- площадь сечения болта нетто (по нарезке).Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения рассчитывается по формуле:
, (48)Где:
, 
. 
– так как разница в номинальных диаметрах отверстия и болта больше 1 мм. 
и 
(табл.36*СНиП II-23-81*). 
(принимая способ регулирования болта по углу закручивания – две плоскости трения); 
.Стык поясов:
Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 200×10 мм и 85×10 мм – 2шт, общей площадью сечения:
;Определим усилие в поясе:
,(49) 
. 
, (50) 
.Количество болтов для прикрепления накладок рассчитывается по формуле:
.Принимаем 16 болтов и размещаем их как показано на рисунке 7.
Рисунок 7 – Схема размещения болтов на горизонтальной накладке поясов балки
Стык стенки:
Стенку перекрывают двумя вертикальными накладками сечением 900×10 мм.
Момент, действующий на стенку:
.Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:
.Отсюда, коэффициент стыка:
, (51) 
.Принимаем 16 рядов с шагом 55мм.
Проверяем стык стенки:
Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты
(на 2мм >диаметра болта).Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка: