Расчет и конструирование монтажного стыка

Монтажный стык проектируем посередине пролета балки. Рассмотрим два варианта выполнения монтажного стыка: сварной и на высокопрочных болтах.

При выполнении сварного стыка в середине пролета и невозможности осуществления физических методов контроля шва необходимо выполнить стык верхнего пояса прямым, стык нижнего пояса — косым.

При выполнении стыка на высокопрочных болтах принимается один диаметр болтов для поясов и стенки. Стык выполняется при помощи накладок. Основным является диаметр 30 мм. Изгибающий момент в стыке распределяется между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.

Доля изгибающего момента, приходящегося на стенку М _w = М _ст * J _w / J ¹

J _w =t_w*b_w ³/12=1.4*262.0³/12=209 828.30 см ⁴

М _w =112 446.1264*209 828.30/4 928 458.27=47 873.75 кНсм Доля изгибающего момента, приходящегося на пояса М _f = М _ст — М _w =112 446.1264−47 873.75=64 572.37 кНсм Усилие в поясных накладках.

N _н = М _f / h =64 572.37/262.0=264.46 кН Требуемая площадь накладки нетто.

A н = N н / R y c =264.46/24.5=10.06 см 2.

Необходимое количество высокопрочных болтов с одной стороны стыка.

n = N _н / (n _тр * Q _{b h} * _c) ,.

где n _тр -количество плоскостей трения ,.

Q _{b h} -расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом по одной плоскости трения соединяемых элементов, определяется по формуле :

Q _{b h} = R _{b h} * _b * A _{b n} * / _h, где.

R _{b h} =0.7* R _bun, R _{b h} =0.7*120=84.0 кН / см ²

_b — коэффициент условий работы соединения, при количестве болтов n 10, _b=1.

A _{b n} =3,52 см ² — площадь сечения нетто для болта диаметром 24 мм.

= 0.58 — коэффициент трения, принимаем по табл. 36 * [1].

_h = 1,12- коэффициент надежности, принимаем по табл. 36* [1].

Q _{b h} =84.0*1*3.52*0.58/1.12=153.12 кН.

n =2644.6/2*153.12=9.0 -принимаем n =16.

Толщина стыковой накладки.

t _н = A _n / b _н =245.6/40=6.14 смпримем t _н = 4,4 см Проверим прочность поясных накладок, ослабленных отверстиями под болты.

= N ¹ / A _н ¹ R _{y c} N ¹ =0,5* N _н = 0.5 *2644.6=1322.3 кН.

A_н¹=A_н=160.7 см ²

=1322.3/160.7=8.23 < 24.5 кН / см ² — прочность стыковых накладок в ослабленном сечении обеспечена Расстояния между крайними горизонтальными рядами болтов.

l _макс = h _w — (120−180)мм =2620−180=2440 мм ,.

l _макс 3K, где K-расстояние между крайними вертикальными рядами болтов полунакладки l _макс 3*700 =2100 мм.

Количество вертикальных рядов болтов.

m = M _w * l _макс / (k * Q _{b h} * l _i²) l _i² = 16 ² +48 ² +80 ² +112 ² +144 ² = 42 240 см ²

m=478 737.5*244.0/(2*153.12*42 240)=9.0.

принимаем m =5 вертикальных ряда с одной стороны стыка При совместном действии изгибающего момента и поперечной силы наибольшее усилие.

S = (M _w * l _макс /m/l_i²)²+ (Q/n)² =(47 873.75*161,7 /9.0 /42 240)²+(3623.75/13)² =279.49 кН Для обеспечения прочности соединения необходимо.

• S Q _{b h} * n _тр
• 279.49 < 153.12*2- несущая способность стыка стенки обеспечена.
• 279.49 < 306.24