книги / Расчёт сварных соединений и конструкций примеры и задачи

§ 7. Сварные соединения балок

Технологические, конструктивные и монтажные стыки элементов балки выполняются, как правило, сваркой в стык под флюсом. Проек­ тант определяет место конструктивных и монтажных стыков, показы­ вает конструкцию их (дает сечения, показывая скосы кромок, зазоры, величину притупления), назначает способ сварки, приводит необходи­ мые указания по технологии сварки. Для технологических стыков поя­ сов и стенки разрабатываются типовые стыковые соединения, обеспечи­ вающие равнопрочность. Если равнопрочность получить нельзя, про­ ектант указывает участки балки, в которых по условиям прочности нельзя размещать технологические стыки.

Тавровые соединения поясов и ребер со стенкой выполняются угло­ выми швами. Чтобы уменьшить сварочные деформации и снизить трудо­ емкости, катет этих швов назначают минимальным. Длинные швы (пояс­ ные и швы продольных ребер) выполняют автоматической сваркой под флюсом, швы вертикальных ребер — полуавтоматической или ручной сваркой. Рекомендуется все швы назначать сплошными, избегая пре­ рывистых швов.

Расчет поясных швов. Во всех случаях катет поясных швов берут

не менее 4 мм, но и не менее -у-. Назначив катет, проверяют прочность

шва. Если на данный пояс не действует подвижная нагрузка, то

<4 Л 5 >

где Q — максимальная перерезывающая сила на веей длине балки. При действии подвижной нагрузки, перемещающейся по данному

поясу, в шве под нагрузкой возникают еще напряжения

где 0,4 — числовой коэффициент, учитывающий, что условно 40% подвижной нагрузки передается на стенку через поясные швы;

Р— величина сосредоточенной нагрузки;

г— условная длина участка поясного шва, через который пе­

редается нагрузка

Необходимо проверить, чтобы при выбранном # Пл и расчетной толщина на краю плиты S 0 была не меньше 15 мм. Если S„ < ; 15 мм, т0 5 увеличивают так, чтобы 5„ > 15 мм.

§ 9. Порядок расчета сварной балки

1. Определить высоту балки: а) построить эпюры Mq и Qq (см. гл. I)'» б) построить линии влияния М и Q для характерных сечений (см.

где d — расстояние от одного из грузов — «критического» — до равно­

действующей системы подвижных грузов; для схемы в табл. 8 ^

в) вычислить максимальные М и Q с помощью линий влияния для ха­ рактерных сечений; г) построить объединенные диаграммы Мтах и Qniax; д) определить высоту балки из условий жесткости и экономичности (прочности), из двух высот нужно брать большую.

2.Сконструировать сечение балки.

3.Проверить полученное сечение: а) по распределению металла

(не менее 30% в поясах); б) по прочности а = [а] ± 5%; в) по Tmax на оси балки; г) по эквивалентным напряжениям.

4.Обеспечить общую устойчивость балки (определить места закреп­ ления сжатого пояса связями).

5.Обеспечить местную устойчивость балки (рассчитать,сконст руировать, расставить вертикальные и горизонтальные ребра жест­ кости).

6.Назначить и рассчитать сварные соединения.

7.Спроектировать необходимые стыки балки (технологические, конструктивные, монтажные).

8.Сконструировать и рассчитать опорные части балок.

9.Составить спецификации основного и наплавленного металлов, подсчитать вес их.

10.Вычертить балку в масштабе от 1 : 100 до 1 : 250 с необходимыми

сечениями и разрезами в масштабе от 1 10 до 1 : 20. В чертеже должны быть все размеры и условные обозначения, необходимые для изготовле­ ния балки.

шифре задания параметров з и и означает, что на балке нет подвижных

Проверяем сечение балки в соответствии с требованиями § 4:

1.По использованию материала

0,9

= 350 кгс/см2 <£ Rcp JjL = 1300 •-ру- = 1060 кгс/см2.

4. По эквивалентным напряжениям в верхней кромке стенки в сечении, отстоящем на а_е от левой опоры, т. е. слева от сечения а

Общую устойчивость балки обеспечиваем постановкой горизонталь­ ных связей, соединяющих сжатый пояс балки с поясом такой же,, соседней, балки. Расстояния между узлами закрепления связей

К < = 16 •36 = 576 см.

Опорные сечения и места приложения сосредоточенных сил Р должны являться узлами крепления связей. Кроме того, назначая /£, необхо­ димо учитывать фактическое расстояние 1г до соседней балки, с тем чтобы угол наклона раскосов оказался ближе к оптимальному а = = 45° (а < 30° не допускается, так как связи работают плохо). Все свя­ зи должны быть одного типоразмера, так как унификация удешевляет конструкцию.

На рис. 126 даны примеры вариантов расположения связей по верх­ нему поясу, где /о = 2500 мм и /о = 5000 мм. Вариант 1 показан на рис. 126, а , а вариант 2 — на рис. 126, б.

Местная устойчивость стенки балки обеспечивается постановкой

ребер (см. § 6). Так как условная гибкость стенки Ку = ~g~ ~

=j- - = 147 < 160, то при изготовлении стенки из СтЗ продольные

ребра не нужны. Толщина опорных ребер 60П.Р » 0,86в = 0,8 х X 12 = 9,6 мм. Принимаем б0п.р = Ю мм. Ширину опорных ребер при­ нимаем ту же, что и для прочих вертикальных ребер, т. е.

40 = -!— - + 4 0 = 6 0 + 4 0 = 100 мм

(соответствует ГОСТ 103—57 на полосовую сталь). Торцы опорных ре­ бер проверяем на смятие, учитывая высечки 30 х 30 мм в месте примы­ кания к поясам,

Сопротивление смятию обеспечено.

Под сосредоточенными силами Р также ставим вертикальные реб­

ГОСТ 103—57). Так как гибкость стенки

^ - 1 7 " Т Х “ 1 4 7 > 1 2 0 ' то необходимо проверять, не нужны ли дополнительные вертикальные

ребра, обеспечивающие устойчивость стенки при действии нормаль­ ных ом и касательных TQ напряжений. Проверку ведем по графику рис. 120. У опоры Q — 64 000 кгс и

Для удобства перевозки по железной дороге в балке следует пред­ усмотреть монтажный стык. При условии выполнения его электродами типа Э42А стык будет равнопрочным и может быть размещен в любом сечении. Назначаем его посредине длины балки. Стык может

быть универсальным (рис. 128, а) или (для удобства сварки) вразбеж­ ку (рис. 128, б). Необходимо также сконструировать типовые техно­ логические стыки пояса (рис. 128, в) и стенки (рис. 128, г), которые должны быть равнопрочными основному металлу. Равнопрочность обеспечивается двусторонней сваркой в стык под флюсом. Сварку ве­ дем с применением заходных и выходных планок. Конструкция тех­ нологических стыков пояса и стенки показана на рис. 129 и 130.

Опорные части балки проектируем в виде выпуклых плит в соответ­ ствии с рис. 123. Принимаем R — 1,2 м. Ширина плиты 6Пл = 1,1 X X Ьп = 1,1 - 36 = 39, 6 см. Принимаем ЬП„ = 400 мм.

Длина плиты

аПЛ= 30 + 0,007/ = 30 + 0,007 .2000 = 44 см = 440 мм.

Однако в нашем случае подходит апл = ! Ь„„ = 400 мм, так как давление на фундамент

что ниже допускаемого давления на фундамент Ыф даже для слабых марок бетона.

Примем диаметр штырей йщ = 20 мм. Тогда диаметр отверстий под штыри будет равен 21 мм.

Момент в опасном сечении плиты