Расчет опорного ребра

Конец балки в месте опирания ее на колонну укрепляем опорными ребрами; т.е. вся опорная реакция передается с балки на опору через эти ребра жесткости. Ребра жесткости для передачи опорной реакции надежно прикрепляем к стенке балки сварными швами, а торец ребер жесткости строгают для непосредственной передачи опорного давления на стальную колонну. Для правильной передачи давления на колонну центр опорной поверхности ребра совмещаем с осью полки колонны (рисунок 5).

Размер опорных ребер жесткости определяем из расчета на смятие торца ребра. Площадь смятия опорного ребра определяем по формуле (3.37):

(3.37)

где - расчетное сопротивление стали смятию;

. (3.38)

где R_un – нормативное сопротивление материала опорного ребра (временное сопротивление); для стали С 255 R_un = 370 МПа;

γ_m – коэффициент надёжности по материалу, γ_m = 1,025.

Н/см

см²

Выступающую вниз часть опорного ребра (рисунок 5) принимаем толщиной а=20 мм, ширину ребра принимаем мм.

см

Принимаем t_p=32 мм.

см²

Опорный участок балки проверяем на устойчивость из плоскости балки как условный опорный стержень, включающий в площадь расчетного сечения опорные ребра и часть стенки балки шириной по

см=343мм

в каждую сторону (на рисунке 5 эта площадь заштрихована) и длиной, равной высоте стенке балки, т.е.

см

Момент инерции, относительно оси z

см⁴

Радиус инерции см

Тогда => =0.924( - коэффициент продольного изгиба ребра).

для стали с R_y = 240 МПа при λ = 30 φ = 0,931, при λ = 40 φ = 0,894;

,

Проверку на устойчивость осуществляем по формуле (3.39)

. (3.39)

кН/см кН/см ,условие выполняется.

Рисунок 5 - К расчету опорной части балки

Опорное ребро крепится к стенке балки двусторонними швами ручной сваркой покрытыми электродами.

Определяем расчётное значение катета сварного шва:

,

N – усилие среза, принимаемой равным максимальной поперечной силе на опоре, N = Q = 3647000 Н;

R_wf – расчётное сопротивление сварного соединения с угловыми швами углового при срезе по металлу шва:

,

где R_wun – нормативное сопротивление металла шва; сталь С 255 варится покрытыми электродами Э50 ГОСТ 9467-75*для электродов Э50 R_wun = 490 МПа;

γ_wm – коэффициент надёжности по материалу шва, при R_wun ≤ 490 МПа γ_wm = = 1,25.

(МПа),

см.

Принимаем катет шва k_f = 14 мм.

Минимальное значение катета сварного углового шва таврового соединения с двусторонними угловыми швами для ручной сварки стали с пределом текучести менее 430 МПа при толщине более толстого из свариваемых элементов 17...22 мм составляет 7 мм. ([3], таблица 38*).

Окончательно принимаем катет k_f = 14 мм > k_f,min = 7.

Проверяем прочность соединения на срез по металлу шва:

, (3.40)

γ_wf – коэффициент условий работы шва, γ_wf = 1 ([3] п. 11.2*).

Н/см .

Условие выполняется, прочность соединения на срез по металлу шва обеспечена.

Проверяем прочность соединения на срез по металлу границы сплавления:

, (3.41)

где β_z – коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали с пределом текучести до 530 МПа по таблице 34* [3] (предел текучести стали С 255 составляет 240 МПа); при полуавтоматической сварке β_z = 1;

R_wz – расчётное сопротивление сварного соединения с угловыми швами на срез по металлу границы сплавления:

,

где R_un – нормативное временное сопротивление проката, для стали С 235 R_un = 370 МПа;

γ_wz – коэффициент условий работы шва, γ_wz = 1 ([3] п. 11.2*).

МПа,

Н/см .

Условие выполняется, прочность сварного соединения на срез по металлу границы сплавления обеспечена.