УЗЛЫ ГЛАВНОЙ БАЛКИ

1 – опорный узел (сопряжение главной балки с колонной);

2 – узел сопряжения главной и второстепенной балок;

3 – монтажный узел.

Узел 1 – опорный узел.

Необходимы расчеты:

· Расчет опорного листа балки на смятие;

· Расчет швов, приваривающих стенку балки к опорному листу;

· Расчет швов, приваривающих опорный столик к полке колонны;

1. 1. Расчет опорного листа на смятие.

Смятие происходит от действия поперечной силы, передаваемой главной балкой

Принимаем ширину опорного столика ,равной ширине полки главной балки

Условие прочности опорного листа на смятие:

; отсюда

из данного неравенства получаем:

толщину опорного листа

Где N=Q_max= кН- для главной балки

R_p-расчетное сопротивление смятию, принимается по табл.

где = 1 коэффициент условий работы

Полученное значение округляем в большую сторону и согласовываем с сортаментом на листовой прокат.

Порядок расчета сварного соединения в опорном узле балки:

1. Назначаем сварочный материал ??????? в зависимости от способа сварки:

Сварка -

Определяем = расчетное сопротивление условному срезу углового шва по металлу шва, принимается по табл. СП в зависимости от сварочного материала;

2. Принимаем для данного материала из стали С245 =

- расчетное сопротивление условному срезу углового шва по металлу границы сплавления, определяемое по = , принимаемое по табл. ?????* СНиП II–23–81*

3. По табл. 34 СНиП II–23–81* определяем коэффициенты, учитывающие глубину проплавления и .

В первом приближении принимаем минимальный катет шва, по табл.38

4. Находим менее прочное сечение (металл шва или металл границы сплавления)
= =

Расчет ведем для

5. записываю условие прочности углового шва для выбранного сечения:

где – суммарная длина швов по одну сторону стыка. примем ,

тогда ;

отсюда .

1.3. Расчет швов, приваривающих опорный столик к полке колонны;

Толщина столика принимается =40 мм

Ширина столика принимается в зависимости от ширины полки главной балки

Высота опорного столика , принимается исходя из длины швов, приваривающих столик к полке колонны.

Вид сварки и тип сварочного материала принять аналогично :

Из предыдущего расчета принимаю наиболее слабым сечение шва:

Приварку столика производить по двум сторонам.

Катет шва принимаем по табл.38

Ззаписываю условие прочности углового шва для выбранного сечения:

отсюда

полученное значение округлить в большую сторону.

Размеры t_оп – толщина опорного листа и – ширина уменьшенного сечения получены расчетом. Выпуск опорного листа (15 – 20 мм) принят конструктивно (см. рис. 14).

k – расстояние от крайней (верхней) горизонтальной оси болтового соединения до низа опорного листа. Из условия шарнирного опирания главной балки на колонну должно соблюдаться условие

Рис.14. Опорный узел главной балки: а – фасад; б – вид сбоку

При расстановке монтажных болтов в опорном листе балки необходимо выдержать соотношение

где d_o – диаметр отверстия под монтажные болты.

Размер c – привязка опорного узла главной балки к разбивочной оси – можно получить из узла сопряжения колонны и главной балки (см. рис. 15).

Из схемы видно, что

где h – высота сечения колонны.

Рис.15. Узел сопряжения главной балки с колонной при опирании сбоку

Узел 2 – узел сопряжения балки настила и главной балки.

Расчет сводится к определению количества болтов, необходимых для передачи усилия от балки настила на главную балку.

Порядок расчета болтового соединения

1. Назначаем диаметр болтов и класс прочности.

2. Определяем несущую способность соединения на одном болте по срезу и по смятию

· По срезу

, кН;

– площадь сечения болта,

– диаметр болта;

– количество болтов в полустыке;

– число плоскостей среза для одного болта;

– расчетное сопротивление материала болта срезу, принимается по табл. 58 СНиП II–23–81* в зависимости от класса прочности болта;

· По смятию

, кН;

– расчетное сопротивление болтового соединения смятию, принимается по табл. 59 СНиП II–23–81* в зависимости от материала соединяемых элементов;

– коэффициент условий работы болтового соединения, принимается в пределах 0.8÷1, учитывает тип болтов и их количество;

– минимальная сумма толщин соединяемых элементов, работающих (сминаемых) в одном нап

3. Определяем необходимое количество болтов (по одну сторону соединения)

, N – опорная реакция балки настила

полученное количество болтов округляем в большую сторону до целого.

4. Расстановка болтов

Рис. 7. Фасад балки настила при сопряжении ее с главной балкой в одном уровне

Размеры с, m, f и k опорного участка балки (см. рис. 7) настила определяют по узлу сопряжения балки настила и главной балки (см. рис. 8).

Привязку балки настила к разбивочной оси (размер с) можно определить, мм:

где t_w – толщина стенки главной балки, мм;

k_f – катет шва, приваривающего ребро жесткости к стенке главной
балки, мм.

Размер m – длина участка вырезанной полки, зависит от ширины полки главной балки и может быть определен, как, мм .

Размер f – глубина выреза балки настила, зависит от толщины пояса главной балки t_f и определяется, мм:

где k_f – катет шва, приваривающего ребро жесткости к поясу главной балки, мм.

Размер k – расстояние между вертикальной осью болтового соединения и краем стенки балки настила – должен быть увязан с шириной ребра жесткости и диаметром отверстия под болты, принятых для сопряжения балок настила и главных балок, таким образом, чтобы

и ,

где d_o – диаметр отверстия, мм.

Количество отверстий зависит от принятого количества болтов, необходимых для восприятия опорной реакции балки настила. При разбивке горизонтальных осей болтового соединения необходимо соблюдение соотношений

, .

Сопряжение полки и стенки балки.

T – сдвигающая сила, воспринимаемая сварными швами, соединяющими стенку и полки (на 1 см длины шва):

;

принимаю сварку

Выбираю наименее прочное сечение

= =

Условие прочности швов, соединяющих стенку и полку:

;

Определяем катет шва: ,

полученное значение согласовывается со СНиП II–23–81*.