Балок настила с главной балкой

Тип сопряжения балок (этажное или в одном уровне) тщательно увязывается со строительной высотой. Принятое сопряжение должно быть согласовано с преподавателем. После этого следует сделать эскиз и представить себе передачу усилий в сопряжении, а затем выполнить расчет монтажных соединений.

Этажное сопряжение (рис.24) является простейшим, но его применение возможно при большой строительной высоте. При выборе такого сопряжения необходимо проверить устойчивость стенки главной балки с учетом местных напряжений, возникающих от опорных реакций балок настила s _loc =2 F _бн /(l_loct_w), где l_loc = b +2 t_f. С учетом местных напряжений должна быть проверена также прочность сварных поясных швов главной балки. Кроме этого, следует проверить полку главной балки на отгиб. Если условие прочности или устойчивости не соблюдается, то под балками настила должны быть предусмотрены на стенке главной балки короткие или длинные ребра.

При варианте сопряжения в одном уровне по рис.25,а расчетом проверяют:

- прочность сварных швов, прикрепляющих коротыш уголка к стенке балки настила: Ö t _f ² + t _m ² £ R_wf, где t _f = F _оп /(2 b _f k_f (b_y -1см)); t _m =6 F _оп e /2 b _f k_f (b_y - 1см)²;                

- прочность уголка на изгиб: s = M / W =6 F _оп e /(2 l_yt_y ²) £ R_y, где l_y - длина уголка;

Рис. 24. Этажное сопряжение балок

Наиболее технологичным сопряжением в одном уровне при наличии поперечных ребер жесткости на стенке главной балки является вариант по рис.25,б. Расчет такого сопряжения выполняется в следующей последовательности:

1. Задаются конструктивно размерами накладки балки настила: шириной b _н» h _бн -(t_p +30…40мм), толщиной t _н ³ t_s (t_s - толщина ребра главной балки), длиной l _н = b_ef +100…110мм.

2. Определяют количество болтов, прикрепляющих накладку к ребру главной балки, задавшись диаметром болта d и классом его прочности. Как правило, используют болты класса точности «В». Диаметр отверстий под эти болты на 2…3мм больше диаметра болта.

                          n_b ³ F _оп /(N_b,min g _c).                                                                                                                                                 Здесь N_{b , min} - наименьшая несущая способность одного болта из условия его среза или смятия ребра главной балки.

Рис. 25. Сопряжения балок в одном уровне

Несущая способность односрезного болта N_bs = R_bs g _b A_b, где R_bs - расчетное сопротивление болта срезу в зависимости от класса его прочности (табл.П.9); g _b =0,9 - коэффициент условий работы болтового соединения; A_b - площадь поперечного сечения болта.

 Несущая способность по смятию N_bp = R_bpdt_s, где R_bp - расчетное сопротивление смятию соединяемых элементов (табл.П.1)

3. Проверяют прочность накладки на срез по ослабленному сечению:

t = F _оп /(t _н (b _н - n_bd_o)) £ R_s.                                                                                                                                  Если условие не выполняется, необходимо увеличить толщину накладки.

4. Проверяют прочность сварного шва, прикрепляющего накладку к стенке балки настила с учетом эксцентриситета e, задавшись катетом шва k_f £ t _н, но не более 1,2 t_w (t_w - толщина стенки балки настила):

Ö t _f ² + t _m ² £ R_wf.

                                                                                                                           Здесь t _f = F _оп /(2 b _f k_f (b _н -1см)); t _m = M Ö (x ² + y ²⁾ /(I_fx + I_fy), где I_fx, I_fy – моменты инерции расчетного сечения по металлу шва относительно его главных осей: I_fx =2 b _f k_f (b _н -1см)³/12, I_fy =2 b _f k_fa ³ /12; x, y – координаты точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов.

Аналогично выполняют расчет швов по металлу границы сплавления.

По варианту рис.24,в расчетом определяют количество болтов и проверяют прочность стенки балки настила на срез с учетом ослабления отверстиями.