Расчет поясного шва сварной балки

В работе балки учтены пластические деформации, а также имеется местная сосредоточенная нагрузка от балок настила, действующая на сжатый пояс балки. Поэтому швы выполняем двусторонними, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св – 08А диаметром 3 мм.

Определяем толщину шва в сечении х = 120/2 = 60 см, под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна

 

 

где n = 2 (при двусторонних швах); I₁ = 332531см⁴, S_f1 = 2160 см³, F =134,55 кН, ℓ_ℓос = =16,5 cм.

Определяем поперечную силу

 

Q = q·

По табл. 56 для сварочной проволоки Св-08А R_wf =180 МПа = 18 кН/см². В соответствии с табл.3 и 51 для стали С255 R_wz= 0,45R_un= 0,45·37 = =16,6 кН/см². По табл. 35 находим коэффициенты глубины проплавления угловых швов β_f = 1,1 и β_z = 1,15. Затем определяем более опасное сечения шва β_f R_wf= 1,1·18 =19,8 кН/см²˃β_z R_wz= 1,15·16,6 = =19,09 кН/см². Отсюда выбираем меньшее значение 19,09 кН/см² и определяем требуемую тощину шва

 

Принимаем по табл.39 минимально допустимый при толщине пояса t_f = 20 мм шов толщиной k_f = 6 мм, что больше получившегося по расчету k_f = 2,4мм.

Расчет монтажного стыка сварной балки на высокопрочных болтах

 

Монтажный стык делаем в середине пролета балки, где M = =2084,4 кН · м и Q = 0.

Стык осуществляем высокопрочными болтами d = 20 мм из стали марки 40Х «селект», имеющей по табл. №61 наименьшее временное сопротивление R_bun =1100 МПа = 110 кН/см². Способ обработкии соединяемых поверхностей - газопламенная. Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения

где определяется из табл. 62 так как количество болтов n ˃10 коэффициент назначаем способ регулирования натяжения болта по углу закручивания, разница в диаметрах отверстия и болта δ = 1…4 мм, поэтому по табл.37 коэффициенты μ =0,42 и количество поверхностей трения k = 2.

 

Стык поясов

Стык каждого пояса балки перекрываем тремя накладками сечениями 300 × 12 мм и 2×130х12 мм. Общая площадь сечения накладок

 

 

Определяем усилие в поясе:

 

Количество болтов для прикрепления накладок

Принимаем 12 болтов.

Стык стенки

Стык стенки перекрываем двумя вертикальными накладками размером 320×1000×8 мм.

Момент, действующий на стенку балки:

 

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов

 

Находим коэффициент стыка

 

где m = 2 – число вертикальных рядов на полунакладке; из таб. 4.1 находим количество рядов болтов k по вертикали при α = 2,04, k =10 (α = 2,04 ˃ 1,94). Принимаем 10 рядов с шагом 100мм, так как 100 ·9 = 900 мм.)

 

Таблица 4.1 Коэффициент стыка стенки балки

 

Поверяем несущую способность стыка стенки балки

 

 

 

 

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты диаметром d_о=22 мм (на 2 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка

 

 

т.е. ослаблением пояса можно пренебречь.

 

 

Рисунок 4.6 Монтажный стык сварной балки

 

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями

 

 

Толщину накладки с 12 мм увеличим до 14 мм, тогда