Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки

Конструирование сварного стыка выполняется по (1) и заключается в выборе способов разделки стыкуемых кромок, зазоров в стыке и последо­вательности сварки швов в стыке. В большинстве случаев укрупнительный стык выполняется без физических методов контроля сварки. Стык растя­нутого пояса проектируется с равнопрочным косым стыковым швом (тан­генс угла наклона линии стыка коси пояса равен 2). Стык сжатого пояса выполняется прямой.

Стык на высокопрочных болтах (рис. 14) выполняется в среднем се­чении (Q(x = l / 2)=0). Конструирование стыка заключается в выборе диа­метров и материала болтов, размеров накладок поясов и стенки, размеще­ния болтов и способов обработки стыкуемых поверхностей. Расчет стыка состоит в определении количества болтов в стыке поясов и в проверке прочности стыка стенки по усилию в наиболее нагруженном болте. Рас­четное усилие на один болт по п. 15.3.3[1|, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, определяется по формуле

                                                    (3.24)

Рисунок 14 – Схема монтажного стыка на высокопрочных болтах

где R_bh - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению, Значения R_bun принимаются по табл. 17прил.Б в зависимости от принятой марки стали для болтов;

μ, g_n – коэффициенты трения и надежности, соответственно, принимаемые по таблице 18 прил. 2;

A_bn – площадь сечения болта нетто, определяемая по таблице 19 прил. Б.

Количество высокопрочных болтов в стыке поясов определяется по п.15.3.4

,                                 (3.25)

где K – количество поверхностей трения в стыке;

 – коэффициент условий работы;

– коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов n.

N – расчетное усилие на стык, которое приближенно определяется по формуле

Можно также принимать ,где s_max= R_y.

Усилие в наибо­лее нагруженном болте в стыке стенки определяется, исходя из доли мо­мента, воспринимаемой стенкой M_w = M - Nh _f по формуле

                                                                 (3.27)

где m – количество вертикальных рядов болтов с одной стороны стыка стенки;

h_max - расстояние между крайними ботами в вертикальном ряду:

h_i — расстояния между парами симметрично расположенных болтов (рис. 14 ).

3.9.1 Пример 13. Запроектировать стык на высокопрочных болтах главной балки, рассмотренной в предыдущих примерах

Принимаем болты диаметром 20 мм из стали 40Х «Селект», отверстия диаметром 23 мм. Тогда кН/см², A_bn = 2,45 см². Способ подго­товки поверхности - газопламенный без консервации, способ регулирования натяжения - по углу поворота гайки. Для этих условий по табл. 18 прил. Б имеем μ = 0,42; g _h =1,02. Тогда

Q_bh = = 0,7×110×2,45×0,42/1,02 = 77,7 кН.

Стык поясов перекрываем накладками из стали С245 сечением 550×12 с наружной и 2×260×12 с внутренней стороны поясов. При этом суммарная площадь сечения накладок  см², что несколько боль­ше площади сечения поясов.

Усилие в поясах кН.

Требуемое количество болтов в стыке поясов

Принимаем 18 болтов. Ставим их, как показано на рис. 14, в соответствии с требованиями табл. 20 прил. Б.

Стык стенки перекрываем парными накладками из листа t =10 мм. Болты ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны стыка на рас­стоянии в ряду a =100 мм (максимально допустимое расстояние  мм. Число болтов в ряду 16 шт.  см. Момент, приходящийся на стенку, равен

 кН×м;

 Проверяем прочность болтового соединения на сдвиг

кН.