Проверка жесткости главной балки

где α = 1,03 – коэффициент, учитывающий увеличение прогиба балки за счет уменьшения ее жесткости у опор, вызванного изменением сечения балки по длине.

Расчет соединения поясов балки со стенкой (см. рис. 5.8). Соединение выполняется автоматической сваркой, сварные швы которой имеют следующие характеристики:

R_wf = 18 кН/см² – расчетное сопротивление сварного соединения при расчете по металлу шва, принимаемое по табл. 2.7;

R_wz = 0,45 R_un = 0,45 · 37 = 16,65 кН/см² – расчетное сопротивление сварного соединения при расчете по границе сплавления;

R_un = 37 кН/см² – нормативное сопротивление основного металла, принимаемое по табл. 2.3;

β_f = 1,1 – при расчете по металлу шва (см. табл. 3.5);

β _z = 1,15 – при расчете по металлу границы сплавления.

При β_zR_wz = 1,15 · 16,65 = 19,15 кН/см² < β_fR_wf = 1,1 · 18 = 19,8 кН/см² шов рассчитываем по металлу границы сплавления.

Сварной шов рассчитывается на суммарное воздействие сдвигающего усилия Т от поперечной силы на опоре Q _max и вертикального давления V от сосредоточенной силы F_b, приходящихся на единицу длины шва:

V = F_b / l_ef = 133,44 / 17,5 = 7,63 кН.

Требуемый катет сварного шва

где n = 2 - при двустороннем шве.

По табл. 3.3 для автоматической сварки более толстого из свариваемых элементов t_f = 25 мм из стали с пределом текучести до 28,5 кН/см² принимаем минимальный катет шва k_{f ,min} = 5 мм.

Конструирование и расчет опорной части главной балки (см. рис. 5.9). Расчет ребра производится на усилие F, равное полной опорной реакции балки:

F = Q _max = 1033,59 кН.

Площадь торца ребра

A_r = b_rt_r = F /(R_pγ_c) = 1033,59 / (36,1 · 1) = 28,63 см²,

где R_p = 36,1 кН/см² – расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (см. табл. 2.4).

По конструктивным соображениям размеры опорного ребра рекомендуется принимать: t_r ≥ 16 мм; b_{f 1} ≥ b_r ≥ 180 мм.

Задавшись толщиной опорного ребра t_r = 16 мм, определяем его ширину: b_r = A_r / t_r = 28,63 / 1,6 = 17,89 см.

Принимаем ребро из листа 200´16 мм с площадью A_r = 32 см².

Из условия обеспечения местной устойчивости толщина опорного ребра t_r должна быть не менее где b_r,ef = (b_r – t_w)/2 = (20 – 1,2) / 2 = 9,4 см – ширина выступающей части опорного ребра.

Проверка опорного участка балки на устойчивость (относительно оси z-z). Ширина устойчивой части стенки балки, примыкающая к опорному ребру:

Расчетные характеристики проверяемой стойки:

высота h_w = 150 см;

площадь

A_s = A_r + ct_w = 32 + 22,85 · 1,2 = 59,42 см²;

момент инерции

радиус инерции

гибкость

λ_z = h_w / i_z = 150 / 4,24 = 35,4;

условная гибкость

Производим проверку:

где φ = 0,878 – коэффициент устойчивости при центральном сжатии, принимаемый по табл. 5.6 для типа кривой устойчивости «с».

Прикрепление опорного ребра к стенке балки осуществляется механизированной сваркой. Сварочная проволока Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70* для сварки стали класса С255. Расчетные характеристики шва: R_wf = 21,5 кН/см²; R_wz = 16,65 кН/см²; β_f = 0,9; β_z = 1,05 (см. табл. 2.5, 2.7 и 3.6). Учитывая, что β_zR_wz = 1,05 · 16,65 = 17,48 кН/см² < β_fR_wf = 0,9 · 21,5 = 19,35 кН/см², шов рассчитываем по металлу границы сплавления.

Катет сварного углового шва

Принимаем шов с k_f = 7 мм, что больше k_{f, min} = 4 мм (см. табл. 3.3).

Монтажный стык главной балки. Стык элементов балки осуществляется стыковыми швами с использованием ручной сварки. Сжатый верхний пояс и стенка соединяются прямым швом, растянутый пояс – косым швом. Порядок сварки показан цифрами на рис. 5.11.

Опирания и сопряжения балок. Принято опирание главных балок на колонны сверху шарнирное, сопряжение балок настила с главной – поэтажное.