Проверяем устойчивость стенки.

Для этого определяем необходимость постановки ребер жесткости, по /2/:

- то есть вертикальные ребра жесткости необходимы. Кроме того, в зоне учета пластических деформаций необходима постановка ребер жесткости под каждой балкой настила, так как местные напряжения в стенке в этой зоне недопустимы. Определяем длину зоны использования пластических деформаций в стенке:

= 3,59м

Расчет показал, что проверку устойчивости стенки следует производить.

а – расстояние между ребрами жесткости, а > h_w;

М₁ и М₂ находят с эпюры.

Проверяем отсек ²a². В соответствии с расшифровкой определяем средние значения M и Q в сечении 2-2 на расстоянии 2,4м от опоры:

Определяем действующие напряжения:

 

 

 

Определяем критические напряжения:

где: h_ef = h_w = 1,35м, ,

Размеры отсека:

По таблице: при d = 2,14см и предельное значение .

Расчетное значение , поэтому σ_cr определяем как:

Определим σ_loc,cr:

где .

Подставляем все значения:

- проверка показала, что устойчивость стенки при а = 3,0м обеспечена, следовательно постановка ребра жесткости на расстоянии 3,0м от опоры не требуется, т.о. устанавливаем ребро жесткости на расстоянии 3,0м от зоны пластических деформаций.

Рассчитаем размеры ребер жесткости:

- ширина ребра - принимаем

b_h = 9см

- толщина ребра - принимаем

t_h = 6мм

 

2.5 Проверка прочности соединения поясов балки со стенкой.

 

Определяем толщину шва в сечении х = 1,0м под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна, по /1/. Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняются двусторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой СВ-0,8А.

n = 2 – при двустороннем шве;

;

R_wf = 16,5кН/см², R_wz = 18кН/см², b_f = 1,15, b_z = 1,1

в расчет подставляем меньшее значение.

Принимаем минимально допустимый при толщине пояса шов

k = 8мм, по /2/,что больше полученного значения по расчету k = 1,57мм.

2.6 Проверка прочности стыков сварной балки.

Проектируем монтажный стык сварной балки на высокопрочных болтах, по /2/. Стык делаем в середине пролета, где возникает максимальный изгибающий момент М = 4272,75кНм и поперечная сила Q равна нулю.

Стык осуществляем высокопрочными болтами d = 20мм из стали 40Х «селект», имеющей временное сопротивления материала высокопрочных болтов R_bun = 1100МПа = 110кН/см²; обработка поверхности газопламенная. Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения, считая, что разность между номинальным диаметром болта и отверстия превышает 1мм и g_b = 0.85, определяется по формуле:

где Q_bh – несущая способность болта, имеющего две плоскости трения;

R_bh = 0.7R_bun – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

R_bun – временное сопротивления материала высокопрочных болтов;

µ, γ_n – коэффициенты трения и надежности, принимаемые в зависимости от способа обработки соединяемых поверхностей, способа регулирования натяжения болтов, разности между диаметрами болтов и отверстий и в зависимости от вида нагрузки (динамическая или статическая);

А_bn – площадь поперечного сечения болта нетто (по резьбе);

γ_b – коэффициент условий работы соединения.

 

Стык поясов

Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечением 400х14мм и

2 - 180х14мм, по /1/.

>

Определяем усилие в поясе:

 

 

Количество болтов для прикрепления накладок:

принимаем 20 болтов и размещаем их:

Стык стенки.

 

Стенку перекрываем двумя накладками сечением 320х1100х8мм, по /1/.

Момент, действующий на стенку:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

a_max = 1350 –2х80 = 1190мм = принимаем 1100мм

Находим коэффициент стыка a:

Находим количество рядов болтов по вертикали (k) при a = 2.025, k = 12 и a = 2.36 > 2,025, т.о. принимаем 12 рядов с шагом 100мм. Проверяем стык стенки по формуле:

<

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты

d = 22мм (на 2мм больше d болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка:

>

А_f^br – площадь сечения поясов брутто (без учета ослабления сечения отверстиями);

Ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:

A^nt = 106.4 – 4x2x1.4x2.2 = 81.76см²

Принимаем накладки толщиной 14мм:

A^nt = 1,4x(40+2x18) – 4х2х1,4х2,2 = 81.76см² > 0,85А_f = 0,85*68 = 68см².

При размещении болтов на вертикальных накладках нужно принимать расстояния между ними по вертикали, близкие к максимально допустимым (табл. 39, СНиП II-23-81*), т.е. (5 – 8)d₀, где d₀ – диаметр отверстия под болт. Это позволяет уменьшить количество болтов в стыковом соединении стенки.

Между вертикальными рядами болтов в стыке стенки принимаются минимально допустимые расстояния.

Размеры накладок назначают конструктивно исходя из условия размещения найденного количества болтов.

Ширина горизонтальной накладки принимается, как правило, равной ширине пояса балки.