где статический момент полусечения балки

см3

Ввиду наличия местных напряжений, действующих на стенку балки, надо проверять совместное действие нормальных, касательных и местных напряжений на уровне поясного шва (см. рис.2) под балкой настила, по уменьшенному сечению вблизи места изменения сечения пояса. Так как под ближайшей балкой настила будет стоять ребро жесткости (см. рис.4), которое воспримет давление балок настила, и передачи давления на стенку в этом месте не будет, поэтому проверяем приведенные напряжения в сечении 1–1 — месте изменения сечения балки (где они будут максимальны):

см3

Проверки показали, что прочность балки обеспечена.

Проверка общей устойчивости балки

Проверяем общую устойчивость балки в месте действия максимальных нормальных напряжений, принимая за расчетный пролет l0 — расстояние между балками настила.

В середине пролета балки, где учтены пластические деформации,

и ;

где , так как и .

В месте уменьшенного сечения балки (балка работает упруго и )

Обе проверки показали, что общая устойчивость балки обеспечена.

Проверка прогиба (второе предельное состояние) балки может не производиться, так как принятая высота балки больше минимальной h = 11 0 см >hmin=98,9 см.

Соединение поясов балки со стенкой

Рассчитаем поясные швы сварной балки. Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняем двусторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св—0,8 А. Определим толщину шва в сечении под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна.

По прил. 2 определяем и по прил. 1 – , по табл. 34* СНиП II-23-81* определяем . Далее определяем более опасное сечение шва.

см3

Принимаем по табл. 38* СНиП II-23-81* минимально допустимый при толщине пояса мм шов мм, что больше получившегося по расчету.

Стыки балок

Монтажный стык делаем на высокопрочных болтах в середине пролета балки.

Рис. 5. Монтажный стык сварной балки.

Стык осуществляем высокопрочными болтами d = 20 мм из стали 30X3МФ, имеющей ; обработка поверхности газопламенная (). В данном соединении учитывается передача усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям элементов.

Расчётные усилия, которые воспринимаются болтом с учётом трения:

,

где - предел прочности материала болта на разрыв;

- коэффициент условия работы болтового соединения;

- коэффициент трения;

- коэффициент надёжности соединения (зависит от способа обработки поверхности, способа регулирования натяжения болта и т.д.);

- число плоскостей среза;

- площадь сечения болта.

Стык поясов

Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками общей площадью сечения:

Усилие в поясе из условия равнопрочности соединения:

Количество болтов для прикрепления накладок рассчитывается по формуле:

Принимаем 12 болтов и размещаем их согласно рис. 5.

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d0 = 22 мм (на 2 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка

Ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка шестью отверстиями

Принимаем толщину накладки 18 мм, тогда площадь накладки:

см2

Окончательно каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 420х18 мм и 2х180х18 мм, стенку – двумя вертикальными накладками сечением 300х1470х8 мм

Момент, действующий на стенку, определяем по формуле:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов = 500 мм