Проверка общей устойчивости сварной балки в зоне развития пластических деформаций и в зоне упругой работы балки.

Проверяем общую устойчивость балки в месте действия максимальных нормальных напряжений, принимая за расчетный пролет расстояние между балками настила. По формуле выясняем необходимость проверки общей устойчивости:

 

1) в середине пролета, где учтены пластические деформации, проверяем

условия применимости формулы:

           

2) в месте измененного сечения, где балка работает упруго и δ=1:

           

Обе проверки показали, что общая устойчивость балки обеспечена.

Расчет опорного узла главной балки.

 

При поэтажном сопряжении главных балок с колоннами нагрузка на колонну передается через опорное ребро балки. Конструкцию опирания балок на колонны принимаем по рис. 11.

Рисунок 11 - Схема сопряжения балок с колоннами.

 

Определяем площадь смятия торца ребра:

                                            (2.45)

                                             (2.46)

где V – опорная реакция главной балки (V = Q_max = 1768кН);

   R_p – расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при

           наличии пригонки);

   γ_m – коэффициент надежности по материалу, принимаемый по табл. 2 /3/.

По ГОСТ 82-70 (с изм.) принимаем опорное ребро размерами 340×16мм.

Проверяем опорную стойку балки на устойчивость в плоскости наименьшей жесткости. Вычисляем ширину участка стенки, включенной в работу опорной стойки:

 (2.47)

Площадь участка стенки, включенной в работу опорной стойки, будет равна:

 (2.48)

Далее вычисляем момент и радиус инерции расчетного участка в плоскости наименьшей жесткости:

     (2.49)

     (2.50)

Определяем гибкость расчетного участка стенки:

     (2.51)

По табл. 72 /3/ путем интерполяции определяем при λ = 19,97  коэффициент продольного изгиба φ=0,93813. Далее вычисляем значение нормальных напряжений в расчетном участке:

(2.52)

Рассчитываем прикрепление опорного ребра к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой Св-0,8А. Предварительно выявляем опасное сечение шва:

 

Как видим, опасным будет сечение по металлу границы сплавления.

Определяем требуемый катет сварных швов:

       (2.53)

Принимаем катет шва k_f = 7мм, что больше минимального значения, рекомендованного табл. 38 /3/ k_f.min = 5мм.

Проверяем соответствие длины рабочей части шва рекомендациям СНиП:

   (2.54)

Как видим, швы соответствуют рекомендациям. Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.

Расчет поясных швов главной балки.

Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняем двусторонние в лодочку автоматической сваркой проволокой Св-0,8А.

Предварительно выявляем опасное сечение шва:

 

Как видим, опасным будет сечение по границе сплавления металлов.

Определяем требуемую толщину сварного шва в сечении под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна:

 

                            (2.55)

Конструктивно принимаем по таблице 38 /3/ допустимый при толщине пояса t_f = 28мм катет шва k_f = 6мм, что больше получившегося по расчету k_f = 4,2мм.