Монтажний стик головної балки

Під час виконання цього пункту курсового проекту необхідно вивчити матеріал стор.37…50, 65…68 та 86…89 [2].

У балках складених перерізів монтажні стики найчастіше виконують за допомогою зварювання та високоміцних болтів.

При використанні зварювання з’єднання виконують за допомогою стикових швів. Міцність стику перевіряють як суцільний переріз. Напруження у ньому не повинні перевищувати розрахункового опору стикового з’єднання R_wy, R_wu.

Для зменшення залишкових напружень заводські шви, що з’єднують стінку з поличками, не доводять до місця стику на 500 мм. З цією метою обов’язковим є дотримання порядку зварювання (див. рис. 5.18 [2]).

а) розрахунок монтажного стику за допомогою зварювання.

Перевірки міцності з’єднання під дією осьової сили мають вигляд:

за наплавленим металом

(5.4)

за межею сплавлення

, (5.5)

де n - кількість швів; R_wf, R_wz - розрахункові опори металу шва відповідно за наплавленим металом та за межею сплавлення; γ_wf і γ_wz – коефіцієнти умов роботи шва; β_f і β_z – коефіцієнти переходу від катета шва k_f до ширини відповідної площини руйнування (β_f і β_z приймаються за табл.34^* [3]; k_f - за табл.38^* [3]).

У наведених вище формулах при розрахунку:

cтику полички , де М₁ – момент у місці стику головної балки; h_f = h_w + t_f;

стику стінки N = N_w = A_f ּ R_y ּ γ_c, де A_f – площа перерізу стінки.

Якщо умови не виконуються, то із (5.4) та (5.5) визначають l_w і стик виконують за допомогою накладок, розміри яких забезпечували б необхідну довжину зварного шва.

б) розрахунок монтажного стику за допомогою високоміцних болтів.

Вважають, що вся перерізувальна сила передається через накладки на стінці. Згинальний момент розподіляють між елементами перерізу пропорційно до їх моментів інерції. Таким чином, згинальний момент, який передається через накладки стінки:

,

де М_s – згинальний момент у місці стику; I_w – момент інерції стінки головної балки; I_x – момент інерції головної балки.

Згинальний момент, який припадає на накладки поличок:

M_fs = M_s - M_ws

Таким чином, зусилля, яке діє на накладки поличок

.

Кількість болтів для приєднання накладок поличок буде

,

де ; m_ТР = 2 – кількість поверхонь тертя; μ = 0,42 – коефіцієнт тертя; γ_b – коефіцієнт умов роботи з’єднання (табл.35^* [3]); γ_h – коефіцієнт надійності (табл.36^* [3]); A_bh - площа перерізу болта нетто (табл.10^* додатка 6 [2]); γ_с = 1 – коефіцієнт умов роботи.

Проектуючи стики, у першу чергу задаються типом і діаметром болтів, а також розміщують їх, виходячи з найменших кроків. При цьому кількість вертикальних рядів болтів, які припадають на накладки стінки з одного боку стику доцільно приймати не менше двох і не більше трьох. Для стиків застосовують болти діаметром 20, 22,чи 24 мм.

Накладки на стінці приймають двосторонніми з товщиною, що дорівнює товщині стінки або на 2…4 мм меншою. Крок болтів у рядах приймають а_b = 3…6 d. Крок доріжок (відстань між вертикальними рядами) а_r = 2,5…3 d. Кількість горизонтальних рядів повинна бути такою, щоб відстань від крайнього горизонтального ряду до грані стінки була не меншою ніж а_k = 60 мм. Краще, щоб кількість кроків була парною. У цьому випадку болти середнього ряду не потрапляють на нейтральну вісь балки, де вони не працюють на дію згинального моменту.

Відстань між крайніми болтами: y_k = h_w -2ּ а_k.

Кількість болтів в одному вертикальному ряді: .

Максимальне зусилля у крайніх болтах при Q = 0:

;

при Q > 0 ,

де m = 2 – кількість вертикальних рядів з одного боку стику; n - кількість болтів з одного боку стику; β – коефіцієнт, який залежить від кількості болтів у вертикальному ряді (див. табл. на стор. 86 [2]).