Расчёт соединения пояса балки со стенкой

Соединение пояса балки со стенкой выполняется двусторонними сварными швами на заводах автоматической сваркой. Сдвигающая сила, на единицу длины одного шва:

 

 253 кН/м.

 

Для стали С255 по [3, табл.55] принимаем сварочную проволоку марки Св-08А для выполнения сварки под флюсом.

Определяется требуемая высота катета k_f поясного шва “в лодочку”.

1. Расчёт по металлу шва.

Коэффициент глубины провара шва

Коэффициент условия работы шва

Расчётное сопротивление металла шва R

То же, с учётом коэффициентов:

2. Расчёт по металлу границы сплавления.

Коэффициент провара шва

Коэффициент условия работы шва

Расчётное сопротивление по металлу границы сплавления:

R_wz = 0.45 R_un = 0.45

Сравнивая полученные величины, находим, что (

Поэтому высота катета поясного шва должна быть не менее

 

 

По толщине более толстого из свариваемых элементов  по [3, табл. 38] принимаем k_f = 7 мм.

 

 

2.2.4. Расчёт болтового соединения в месте
           примыкания балки настила

Сопряжение балок выполняется в одном уровне (рис. 13).

Опорная реакция балки настила равна

R = Q =  37.3 кН.

Принимаем болты нормальной точности (класс точности B), класс по прочности – 4.6, диаметром 12 мм (номинальные диаметры болтов в мм: 10, 12,16, 20, 24, 30). По [3, табл. 58] определяем расчётное сопротивление срезу болтов для класса по прочности 4.6:
R_bs = 150 МПа.

Расчётные усилия, которые может выдержать один болт:

а) на срез

 

N_b = R_bs  = 150 ,

 

где  – коэффициент условия работы соединения определяется по [3, табл. 35], n_s =1 – число срезов болта; А = 1.13 см² – площадь сечения болта;

б) на смятие

 

,

 

где  – коэффициент условия работы соединения [3, табл. 35];
R_bp = 450 МПа – расчётное сопротивление на смятие для стали.

При R_un = 370 МПа по [3, табл. 59];  – толщина ребра жёсткости (принимается меньшая из толщин: стенки, балки или ребра).

По пунктам а и б выбираем меньшее: N_b.min = 15.25 кН.

Требуемое количество болтов в соединении:

 = 2.45 шт. Принимаем 3 болта.

 

2.3. Расчёт колонны сквозного сечения (рис. 14)

Высота колонны H = h – h_b + 0.5 м = 9.6 – 1.534 + 0.5 @ 8.57 м.

Расчётная длина колонны

Расчётная нагрузка N = 2Q 2  кН.

2.3.1. Подбор сечения
           колонны относительно
           материальной оси Х

Задаёмся гибкостью  и по [3, табл. 72] находим

Требуемая площадь сечения одной ветви колонны:

 

 

Требуемый радиус инерции сечения  Далее, зная  и , по сортаменту швеллеров или двутавров рекомендуется подбирать профиль так, чтобы одна из величин (А_в или ) была бы принята с избытком, другая – с недостатком.

Принимаем по ГОСТ 8240-89 швеллер № 33 (А = 46.5 cм², I_x = 13.1 см, J_в.у = 410 см⁴, I_ву = 2.97 см, b_f = 10.5 cм, t_w = 7 мм, z₀ = 2.59 cм, m_в = 36.5 кг).

Гибкость колонны

Условная гибкость .

Вычисляется коэффициент продольного изгиба по [3. п. 5.3] при :

 

= 1 –  0.99.

 

 

Определяем вес колонны

 

 

где  – конструктивный коэффициент, учитывающий вес планок, рёбер, траверс и сварных швов.

Полная расчётная нагрузка N + G_k = 1948 + 5.6  1954 кН.

 

Проверка колонны на устойчивость относительно материальной оси Х

 212.2 Мпа < R_y  = 240 МПа.