Сполучення поділяють за конструктивною ознакою на спирання зверху і примикання збоку (шарнірне або жорстке). Примикання збоку може здійснюватися або у вигляді фланцевого з'єднання, або за допомогою столиків. Шарнірне сполучення передає тільки опорну реакцію, а жорстке передає, крім опорної реакції, ще й опорний момент.

Приклади того, що спирається балок на колони показані на фігурі. Зазвичай в якості безпосередньої опори, передає опорний тиск на колону (або консоль), в балках прольотом до 25 - 30 м застосовується плоска подушка (плита). На фігурі, а опорні ребра жорсткості (опорні планки) поставлені по торцях балок і випущені донизу на 10 - 15 мм. Фрезеровані (стругані) торці цих планок дозволяють фіксувати центральну передачу опорного тиску. Нижній пояс балок не стосується колони, але притягується до неї болтами.

На фігурі навпаки, ребра жорсткості розставлені, фіксуючи передачу опорних тисків через опорні плити на гілки колони (з). Товщина опорних плит зазвичай призначається конструктивно (якщо тільки плита не працює на вигин) і приймається дещо більшою, ніж товщина пояса балки.

На фігурі, а показано шарнірне примикання (фланцеве) збоку на болтах. Болти в цьому кріпленні розраховуються на зріз від дії опорної реакції А, збільшеної на 20% (дивіться). Застосування чорних болтів тут можливо при опорної реакції приблизно до 30 - 35 т. Зварений шов розраховується, як було зазначено вище, на спільну дію дотичних і нормальних напружень (дивіться).

Таке примикання, як показали досліди, незважаючи на розставлені по висоті балки болти, є шарнірним внаслідок податливості всього з'єднання (отгиба полиць куточків, піддатливості гайок, витяжки болтів і т. Д.). Для здійснення жорсткого сполучення необхідно міцно з'єднати пояса балки з опорною конструкцією.

На фігурі б показаний приклад такого сполучення, в якому нижній і верхній пояса приєднані до колони горизонтальними планками. Це з'єднання виконано для нижнього і верхнього поясів балки по-різному для того, щоб уникнути стельової зварювання при монтажі.

Сполучення по фігурі можуть застосовуватися лише при статичному навантаженні, так як вони мають щілини, навколо яких концентруються напруги, небезпечні при динамічному навантаженні.

На фігурі, а показано шарнірне примикання балки до колони збоку за допомогою опорного столика. Це дуже просте сполучення, зручне для монтажу. Опорним столиком зазвичай служить нерівнобічні куточок, отриманий шляхом обрізки частини полки. Він сприймає все опорний тиск балки А, яке передається на колону через шви.

Однак розрахункову довжину шва l ш на одній стороні столика зазвичай визначають, виходячи з зусилля, рівного 2 / 3А, зважаючи на можливу перевантаження одного боку через неточності виготовлення. Куточки, приварені до стінки балки, - конструктивні; кожен з них прикріплюється до колони двома болтами.

Опорні столики часто роблять з товстого листа (δ \u003d 25/30 мм). На фігурі, б показано жорстке сполучення балки з колоною за допомогою опорного столика з товстого листа. Це поєднання здатне сприйняти не тільки опорний тиск, що передається на столик, але також і момент, що передається з поясів балки на опорну планку (фланець), прикріплену болтами до колони. Лінія осі пружного повороту вузла (нейтральна лінія), як показали дослідження, проходить приблизно на рівні нижнього пояса балки.

Максимальне зусилля в двох верхніх болтах, розташованих на одній горизонталі і працюють на розтягнення, визначається за формулою

Нижню кромку опорної планки, випущеної на 10 мм, стругають так само, як і верхню кромку опорного столика. Для повної забезпеченості передачі опорного тиску на столик діаметр отворів в планці призначають на 2 - 3 мм більше діаметра болтів, тим самим не допускаючи роботи болтів на зріз. З огляду на роботу опорної планки не тільки на стиск, але і на вигин, її слід робити досить товстою (близько 16 - 20 мм).

а - зварних;
б - клепаних.

На фігурі показані приклади жорсткого сполучення другорядних балок з головними. Опорний момент передається тут по верхньому поясу через планку, звану «рибкою», а по нижньому поясу - через столик. Рибка має розширення по перетину а - б, розраховане на сприйняття повного зусилля N \u003d M / h.

«Проектування сталевих конструкцій»,
К.К.Муханов

На фігурі показані стики зварений складовою балки. На фігурі, а показаний заводський стик, у якого елементи поясів я стінки стикуються вразбежку, а на фігурі, б - монтажний стик. Застосований тут прямий стик стінки може бути влаштований при ручному зварюванні і звичайних способах контролю зварювання в тому перетині балки, де момент має значення Тоді напруга в ...

На фігурі, а показаний заводський стик стінки клепаной балки, перекритий накладками на всю висоту стінки з двох сторін; на фігурі, б і в показані заводські стики поясних куточків і поясного листа. Основне правило пристрою стику полягає в перекритті його стикових елементом, площа перетину якого не менше площі елементів, що стикуються. На фігурі, г показаний приклад монтажного ...

Сполучення балок зі сталевими колонами здійснюється шляхом їх спирання зверху або примиканням збоку до подвійно. Таке з'єднання може бути або шарнірним, передає тільки опорну реакцію балки, або жорстким, передає на колону крім опорної реакції ще й момент защемлення балки в колоні. Шарнірне з'єднання широко застосовується в більшості балкових конструкцій, жорстке - в каркасах багатоповерхових будівель. Приклади того, що спирається балок на колони зверху показані на рис. 15.

Рис. 15. Обпирання балок на колони

а, б - зверху

в - збоку

Кінець балки в місці обпирання її на опору зміцнюють опорними ребрами, вважаючи при цьому, що вся опорна реакція передається з балки на опору через ці ребра жорсткості Ребра жорсткості для передачі опорної реакції надійно прикріплюють до стінки звареними швами, а торець ребер жорсткості або щільно приганяють до нижнього поясу балки (рис. 15, а), або стругають для безпосередньої передачі опорного тиску на сталеву колону (рис. 15,6). Для правильної передачі тиску на колону (при конструктивному вирішенні по рис. 15, а) центр опорної поверхні ребра треба поєднувати з віссю полки колони.

Розмір опорних ребер жорсткості визначають зазвичай з розрахунку на зминання торця ребра

(7.60)

Виступаюча вниз частина опорного ребра (рис. 15, б) не повинна перевищувати a< 1,5 t OP и обычно принимается 15-20 мм.

Крім перевірки на зминання торця опорного ребра проводиться також перевірка опорного ділянки балки на стійкість з площини балки як умовного опорного стрижня, що включає в площа розрахункового перерізу опорні ребра і частина стінки балки шириною по 0,65 в кожну сторону (на рис. 15, б, а ця площа заштрихована) і довжиною, рівній висоті стінки балки:

(7.61)

Прикріплення опорних ребер до стінки балки зварними швами має бути розраховане на повну опорну реакцію балки з урахуванням максимальної робочої довжини зварного шва. Шарнірне примикання балок збоку по рис. 15, в) за своїм конструктивним оформленням, роботі та розрахунку не відрізняється від опису балок зверху по рис. 15, б.

11. Конструювання і розрахунок оголовка колони.

При вільному сполученні балки зазвичай ставлять на колону зверху, що забезпечує простоту монтажу.

В цьому випадку оголовок колони складається з плити і ребер, що підтримують плиту і передають навантаження на стрижень колони.

Якщо навантаження передається на колону через фрезеровані торці опорних ребер балок, розташованих близько до центру колони, то плита оголовка підтримується знизу ребрами, що йдуть під опорними ребрами балок.

Ребра оголовка приварюють до опорній плиті і до гілок колони при наскрізному стрижні або до стіни колони при суцільному стержні. Шви, що прикріплюють ребро оголовка до плити, повинні витримувати повне тиск на оголовок. Перевіряють їх за формулою:

Висоту ребра оголовка визначають необхідною довжиною швів, що передають навантаження на стрижень колони (довжина швів нe повинна бути більше):

Товщину ребра оголовка визначають з умови опору на зминання під повним опорним тиском:

Призначивши товщину ребра, слід перевірити:

(8.38)

При малих товщинах стінок швелерів наскрізний колони і стіни суцільної колони їх треба також перевірити на зріз в місці npікрепленія до них ребер. Можна в межах висоти оголовка зробити стінку товщою.

Щоб надати жорсткість ребрах, що підтримує опорну плиту, і зміцнити від втрати стійкості стінки стрижня колони в місцях передачі великих зосереджених навантажень, вертикальні ребра сприймають навантаження, обрамляють знизу горизонтальними ребрами.

Опорна плита оголовка передає тиск від вищерозміщеної конструкції на ребра оголовка і служить для скріплення балок з колонами монтажними болтами, що фіксують проектне положення балок.

Товщина опорної плити приймається конструктивно в межах 20-25 мм.

При фрезерувати торці колони тиск від балок передається через опорну плиту безпосередньо на ребра оголовка. У цьому випадку товщина швів, що з'єднують плиту з ребрами, так само як і з гілками колони, призначається конструктивно.

Великі опорні тиску балок краще передавати на колону через ребра, розташовані над полками колон.

Якщо балка, кріпиться до колони збоку, вертикальна реакція передається через опорне ребро балки на столик, приварений до полиць колони. Торець опорного ребра балки і верхня кромка столика прилаштовуються. Товщину столика приймають на 20-40 мм більше товщини опорного ребра балки.

Столик доцільно приварювати до колони по трьом сторонам.

Зварні шви, приварюють столик до колони, розраховують за формулою:

Коефіцієнт 1,3 враховує можливу непаралельність торців опорного ребра балки і столика через неточності виготовлення, що призводить до нерівномірного розподілу реакції між вертикальними швами.

Щоб балка не зависла на болтах і щільно стала на опорний столик, опорні ребра балки прикріплюють до стрижня колони болтами, діаметр яких повинен бути на 3-4 мм менше діаметру отворів.

Вузол спирання головної балки на оголовок колони.

Представлені шість схем класичних конструктивних рішень в питанні того, що спирається несучих металевих балок перекриттів на цегляні стіни будівель.

● Проект будівель включає в себе процес конструювання перекриттів з використанням балок, пов'язаний з безліччю математичних обчислень - розрахунок монтажних з'єднань, компоновка опорних вузлів балок, підбір перетинів окремих елементів, які покликані забезпечувати працездатність вузлів.

● Вибір одного з представлених варіантів має виходити з величини опорного тиску під кінцем балки - т. Е. опорна реакція є основоположним чинником при виборі рішення. Сталеві балки перекриття повинні не просто бути покладені на несучі цегляні стіни, а повинні спиратися через залізобетонні або сталеві розподільні подушки. У число основних завдань цих подушок входять:
- вирівнювання тиску під кінцями балок;
- запобігання місцевого руйнування цегляної кладки під опорними ділянками балок.

● Перші чотири вузли (з шести) припускають шарнірний спосіб спирання балок безпосередньо на цегляну стіну через шар розчину товщиною в 15 мм. Опорний тиск передається на цегляну кладку через опорні металеві плити товщиною 20 мм. Розміри опорних плит вибираються з таким розрахунком, щоб середній тиск під ними - т. Е. На площі стиснення - не було більше величини розрахункового опору цегляної кладки на жорсткому цементному розчині. Несуча цегляна стіна повинна бути виконана з повнотілої цегли з хорошими характеристиками по міцності.

Якщо величина опорного тиску перевищує 10 тонн, то необхідна товщина залізобетонної розподільчої подушки вже повинна становити не менше 100 мм., Причому сама подушка повинна бути забезпечена двома армуючими сітками. В цьому випадку опорні вузли металевих балок повинні бути обов'язково жорсткими і категорично не допускається спирання балки перекриттів відразу на цегляну стіну. Керівництвом в цьому питанні є вимоги СНиП II-22-81 * Кам'яні і армокам'яних конструкції.

● Вузол спирання №1 шарнірний. Товщина цегляної стіни b \u003d 380 мм. Граничне значення опорної реакції R \u003d 0,6 т.

● Вузол спирання №2 шарнірний. Товщина цегляної стіни b\u003e 380 мм. Граничне значення опорної реакції R \u003d 0,7-3,0 т.

● Вузол спирання №3 шарнірний. Товщина цегляної стіни b\u003e 380 мм. Граничне значення опорної реакції R \u003d 3,1-5,0 т.

● Вузол спирання №4 шарнірний. Товщина цегляної стіни b\u003e 380 мм. Граничне значення опорної реакції R \u003d 5,1-7,0 т.

● Вузол спирання №5 жорсткий. Товщина цегляної стіни b\u003e 380 мм. Граничне значення опорної реакції R \u003d 10,1-18,0 т.

● Вузол спирання №6 жорсткий. Товщина цегляної стіни b\u003e 380 мм. Граничне значення опорної реакції R \u003d 18,1-20,0 т.

У всіх вузлах все фрикційні з'єднання елементів виконуються на анкерних болтах класу точності В, з класами міцності 5.8 і 8.8.

У всіх вузлах катети всіх кутових швів слід приймати за найменшою товщині зварюваних елементів. Мінімальні значення вказані в таблиці 38 СНиП II-23-81 * Сталеві конструкції.

● Якщо в процесі експлуатації будівлі матимуть місце будь-які динамічні навантаження, то всі елементи і деталі вузлів обпирання в обов'язковому порядку повинні бути перевірені розрахунком на витривалість.

Шпори по муніципальному праву (Шпаргалка)

Шпори по БЖД (Документ)

Шпори по конструкціях з дерева і пластмас (Шпаргалка)

Шпори з хімії для підготовки до госам (Документ)

Шпори - Металеві конструкції (50 питань) (Шпаргалка)

n1.doc

23 Балки і балочні конструкції, класифікація

Найбільш поширений елемент сталевих конструкцій, що працює на вигин.

Область застосування балок дуже широка: від невеликих елементів робочих майданчиків, міжповерхових перекриттів виробничих або цивільних будівель до великопрольотних балок покриттів, мостів, важко навантажених підкранових балок і так званих "хребтових" балок для підвіски котлів в сучасних теплових електростанціях.

Класифікація:

1.За статичної схемою: 1.однопролётние (розрізні) - більш легкий монтаж і виготовлення. 2.многопролётние (нерозрізні) - менша витрата металу на 20% .3.консольние (розрізні, нерозрізні).

2. За типом перетину: 1.прокатние.2.составние (зварні, клепані, болтові).

Найчастіше в будівництві - двотаврові перетину (зручність в компановке, технологічні та економічні по витраті матеріалу). Економічна ефективність перетинів пов'язана з їх тонкостенностью.

Мірою ефективності, т. Е. Вигідності перетину балки як конструкції, що працює на вигин, є ставлення моменту опору до площі перетину, рівне ядрову віддалі p= W/ A.

Порівняння ядрових відстаней круглого, прямокутного і двотаврового перерізів, наведене на рис, показує, що двотавровий перетин вигідніше прямокутного в 2 і круглого в 3 рази, так як в цьому перерізі розподіл матеріалу найкращим чином відповідає розподілу нормальних напружень від вигину балки.

У будівництві знайшли застосування тонкостінні балки, балки з гнутих профілів, пресовані, складові з алюмінієвих сплавів, а також бістальние балки, т. Е. Балки, зварені з двох марок сталі, і балки попередньо напружені.

24 Балочні клітини, вузли сполучення

Балкові клітини поділяють на три основних типи: спрощений (а), нормальний (б) і ускладнений (в).

У спрощеній балочной клітці навантаження на перекриття передається через настил на балки настилу, що розташовуються зазвичай паралельно меншій стороні перекриття на відстанях а (крок балок) і через них на стіни або інші несучі конструкції, що обмежують майданчик. Через невелику несучої здатності настилу підтримують його балки доводиться ставити часто, що раціонально лише при невеликих прольотах.

У нормальній балочной клітці навантаження з настилу передається на балки настилу, які в свою чергу передають її на головні балки, які спираються на колони, стіни або інші несучі конструкції, що обмежують майданчик. Балки настилу зазвичай приймають прокатними.

У ускладненою балочної клітці вводяться допоміжні балки, розташовувані між балками настилу і головними балками, які передають навантаження на колони. У цьому типі балочної клітки навантаження передається на опори найбільш довго. Балки настилу і допоміжні балки зазвичай приймаються прокатними.

Вибір типу балочної клітки пов'язаний з питанням про сполученні балок між собою по висоті. Сполучення балок може бути поверхова, в одному рівні і знижений.

При поверховому сполученні (а) балки, безпосередньо підтримують настил, укладаються на головні або допоміжні. Це найбільш простий і зручний в монтажному щодо спосіб сполучення балок, але він вимагає найбільшої будівельної висоти.

При сполученні в одному рівні (б) верхні полиці балок настилу і головних балок розташовуються в одному рівні, а на них спирається настил. Цей спосіб дозволяє збільшити висоту головної балки при заданій будівельної висоті перекриття, але істотно ускладнює конструкцію обпирання балок.

Знижений сполучення (в) застосовується в балкових клітинах ускладненого типу. У ньому допоміжні балки примикають до головної нижче рівня верхнього пояса, на них по поверхах укладають балки з настилом. Цей тип сполучення, так само як і сполучення в одному рівні, дозволяє мати найбільшу висоту головної балки при заданій будівельної висоті перекриття.

Всі розглянуті сполучення балок працюють як шарнірні. При необхідності жорсткого сполучення балок вводять «рибки» (при однаковій висоті балок) або «рибку» і столик (при різній висоті балок). У такому сполученні виникає не тільки поперечна сила, що передається на болти, що прикріплюють стінку допоміжної балки до ребру головної балки або безпосередньо на столик, а й опорний момент, що передається через спеціальні наклад ки-рибки або через «рибку» і столик.
25 Підбір перерізу прокатних балок

Максимальний згинальний момент в балці:

М мах \u003d ql 2/8, де l - довжина балки, q - розрахункове навантаження на балку

Необхідний момент опору:

W тр \u003d M max /? c R y, де? c -коефф. умови роботи, R y-розрахункова опір стали

Вибираємо двотавр по W\u003e W red \u003d\u003e номер двутавра, швелера або ін.

1. Перевірка міцності прийнятого перерізу не проводиться, тому що W x\u003e W тр.

2. Проводимо перевірку жорсткості (прогину): f / l \u003d (5q н * l 3) / (384EJ x)?

- відносна гранична деформація, Е - модуль пружності стали

3.Перевірка на витривалість:? max ?? R y? y, де? -коефф., що враховує кількість циклів завантаження, R y-розрахункова опір втоми,? y -коефф., що враховує вид навантаженого стану.

4.Проверка на міцність з урахуванням крихкого руйнування? max ?? R u /? u,? max -найбільший розтяжне напруга,? -коефф., що залежить від t експлуатації і виду концентрату напружень.
26 Підбір перерізу зварних балок

Висота балки визначається з двох умов: а) h? h min, б) h? h opt

Мінімальна висота, що забезпечує умова виконання забезпечення відносного прогину:

, Де R y - розрахунковий опір, l - довжина балки, Е - модель пружності, \u003d 400 - величина, зворотна допустимому прогину

Оптимальна висота головної балки

, Де k \u003d 1,1 - коефіцієнт, що враховує конструкцію головної балки (зварна)

Необхідний момент опору W тр \u003d M max / с * R y

T w \u003d 7 + 3 * h min, де h min - в метрах, t w - в міліметрах.

Остаточно висота приймається з умови:

H? H w + 2t f, де h w - висота стінки балки, що приймається відповідно до сортаменту на листову сталь, t f \u003d 20 ... 30 мм.

компонування перетину

Товщина стінки визначається з 2 умов:

1. 
   Забезпечення міцності стінки на зріз:

; де R s \u003d 0,58 R y - розрахунковий опір сталі зрізу.

2) t w? 7 + 3 * h, де h - прийнята фактична висота балки в метрах; t w - в міліметрах.

Приймаємо t w по ГОСТам на смугову сталь.

Визначення ширини поясного листа

Необхідна площа одного поясного листа:

A f тр \u003d (W тр / h) - (t w * h / 6)

Необхідна ширина пояса:

B f тр \u003d A f тр / t f

Для забезпечення стійкості пояса повинні виконуватися умови:

1)

2)

,

, де - звис пояса

Геометричні характеристики прийнятого перетину

Перевірка підібраного перерізу на міцність:

27 Зміна перетину зварних балок

Якщо залишити перетин балки постійним по довжині, то всюди де згинальні моменти менше розрахункового, перетину будуть недовантажені, а балка в цілому неекономічна. Для економії металу доцільно змінювати перетину балки відповідно до епюр згинальних моментів.

Найбільш доцільно змінювати ширину поясів.

Місце зміни перерізу для шарнірно опертої балки під рівномірно розподіленим навантаженням знаходиться на відстані x \u003d l / 6 від опори. Для балки, навантаженої зосередженою силою посередині, ця відстань дорівнює x \u003d l / 4 .

Необхідний момент опору зміненого перерізу:

W№ x тр \u003d M№ / R wy, де R wy \u003d R y - розрахунковий опір наплавляємого металу в зварному шві, за умови повного контролю за якістю шва; M№ - згинальний момент в місці зміни перерізу.

Розрахункові зусилля в місці зміни перерізу:

Необхідний момент інерції перерізу в місці зміни:

J№ x тр \u003d W№ тр * h / 2

Необхідний момент інерції поясів в місці зміни перерізу:

J№ f тр \u003d J№ x тр - J w, де J w - момент інерції стінки

Необхідна площа перерізу одного поясного листа в місці зміни перерізу:

, Де h f - відстань між центрами тяжіння поясних листів

Необхідна ширина поясного листа в місці зміни перерізу:

B№ f тр \u003d A№ f тр / t f

Для забезпечення міцності зміненого перетину повинна виконуватися умова: W№ x\u003e W№ x тр

Фактичні характеристики зміненого перерізу:

J№ x \u003d J w + 2 * A№ f тр (h- t f) 2

W№ x \u003d J№ x / (h / 2)
28 Забезпечення загальної стійкості зварних балок

Загальну стійкість складених балок перевіряють за формулою М /? б Wc? R? де? б для двотаврових складених балок, що мають дві осі симетрії, так само як в прокатних балках, обчислюють за

, Яке в свою чергу визначають у функції коефіцієнта ?. Необхідний для визначення? параметр ?, що залежить від опору балки кручению, для складових балок обчислюють за формулою? \u003d 8 (l 0 t п / h 0 b п) 2 (1 + at ст 3 / b п t п 3), де l 0 - розрахункова довжина стиснутого пояса балки, закріпленого від поперечних зсувів; a \u003d 0,5h 0; h 0 - відстань (висота) між осями поясних листів; b п і t п - відповідно ширина і товщина стиснутого пояса; t ст - товщина стінки балки.

Для балок, що мають перетин, відмінне від двутавра, що має дві осі симетрії, перевірка стійкості має свої особливості і повинна проводитися відповідно до вказівок СНиП. Загальну стійкість балок можна не перевіряти при передачі навантаження через суцільний жорсткий настил, безперервно спирається на стиснений пояс балки і надійно з ним пов'язаний, а також при задоволенні умов формули про ставлення розрахункової довжини до ширини стиснутого пояса.
29 Забезпечення місцевої стійкості зварних балок

Місцеве випинання окремих елементів конструкцій під дією стискаючих нормальних або дотичних напружень називається втратою місцевої стійкості.

У балках втратити стійкість можуть стислий пояс від дії нормальних напружень і стінка від дії дотичних або нормальних напружень, а також і від їх спільної дії. Втрата стійкості одним з елементів балки повністю або частково виводить його з роботи, робочий перетин балки зменшується, часто стає несиметричним, центр вигину зміщується, і це може привести до передчасної втрати несучої здатності всієї балки.

Загальна вираз для критичного напруження

Елементи балки можуть втратити стійкість, тільки якщо діючі в балці напруги або їх спільна дія більше критичних напружень втрати стійкості. Тому небажано, щоб? кр були менше розрахункових значень матеріалу по міцності і втрата стійкості відбувалася раніше втрати несучої здатності балки по міцності, так як при цьому недовикористаної б міцність матеріалу, що не економічно.

Стійкість стиснутого пояса. Спеціальні конструктивні заходи щодо забезпечення збільшення ширини звису недоцільні.

Стійкість стінки. Стінка представляє собою довгу тонку пластину, зазнає дію дотичних і нормальних напружень, які можуть викликати втрату її стійкості. Але стійкості стінки зазвичай домагаються не збільшення її товщини, а зміцненням її спеціальними ребрами жорсткості, розташованими нормально до поверхні випинання листа і збільшують жорсткість стінки.

Ребра жорсткості ділять стінку на відсіки (панелі), які можуть втратити стійкість незалежно один від іншого.

Ребро в середній третьої частини прольоту головної балки встановлюється під кожною вишеуложенной балкою, а також під найближчій до опори балкою. У крайніх третинах гл балки ребра жорсткості ставляться під прокатними балками з кроком a? H? . Розміри ребра жорсткості приймаються по сортаменту на смугову сталь, при цьому ширина ребра жорсткості b s не повинна перевищувати b f / 2.
30 Перевірка стійкості стінки зварної балки

Для забезпечення стійкості стінки вздовж прольоту балки до стінки приварюються поперечні двосторонні ребра жорсткості.

Стійкість стінок на скручування можна не перевіряти, при відношенні:

Перевірка місцевої стійкості стінки

Розрахунок на стійкість стінок балок симетричного перетину при наявності місцевого напруги

слід виконувати за формулою

,

де

- визначають згідно з вимогами СНиП

Визначаємо фактичні напруги для перевірки стійкості стінки балки

і

Фактичне значення нормативних напружень на рівні верху стінки визначаємо за формулою:

Для перевірки місцевої стійкості приймаємо середнє значення дотичних напружень за умови, що вони сприймаються тільки стінкою:

місцеве напруга

в стінці під зосередженим навантаженням

,

Де F - розрахункове значення навантаження, - умовна довжина розподілу навантаження, що визначається в залежності від умов обпирання,

Критичне напруження визначаємо за формулою:

, де - умовна гнучкість стінки

значення

, де - коефіцієнт, що залежить від? і відносини a / h ef

,

31 Розрахунок вузла обпирання балки на колону зверху

Сполучення балок зі сталевими колонами може бути або шарнірним, передає тільки опорну реакцію балки, або жорстким, передає на колону крім опорної реакції ще й момент защемлення балки в колоні. Шарнірне з'єднання широко застосовується в більшості балкових конструкцій, жорстке - в каркасах багатоповерхових будівель.

Кінець балки в місці обпирання її на опору зміцнюють опорними ребрами, вважаючи при цьому, що вся опорна реакція передається з балки на опору через ці ребра жорсткості Ребра жорсткості для передачі опорної реакції надійно прикріплюють до стінки звареними швами, а торець ребер жорсткості або щільно приганяють до нижнього поясу балки, або стругають для безпосередньої передачі опорного тиску на сталеву колону. Для правильної передачі тиску на колону центр опорної поверхні ребра треба поєднувати з віссю полки колони.

Розмір опорних ребер жорсткості визначають зазвичай з розрахунку на зминання торця ребра

Виступаюча вниз частина опорного ребра зазвичай приймається 15-20 мм.

Крім перевірки на зминання торця опорного ребра проводиться також перевірка опорного ділянки балки на стійкість з площини балки як умовного опорного стрижня, що включає в площа розрахункового перерізу опорні ребра і частина стінки балки шириною по 0,65 в кожну сторону і довжиною, рівній висоті стінки балки: де? - коефіцієнт поздовжнього вигину стійки з гнучкістю (? = h CT / iz), певної щодо осі z, збігається з профільної віссю балки.

Прикріплення опорних ребер до стінки балки зварними швами має бути розраховане на повну опорну реакцію балки з урахуванням максимальної робочої довжини зварного шва.
31Расчет опорних ребер жорсткості

Ширина опорного ребра: b d \u003d b 1 f \u003d 20 см.

Необхідна площа перерізу опорного ребра:

, Де Q max - опорна реакція в головній балці; R p - розрахунковий опір зім'яту торцевій поверхні.

,

- нормативний опір по межі міцності, - коефіцієнт надійності за матеріалом.

Необхідна товщина опорного ребра:

T d \u003d A d / b d, де b d \u003d b f

Остаточно t d приймається по сортаменту на листову сталь. Крім того, що зім'яло опорна ребро працює на стиск і потрібна перевірка стійкості умовної стійки. У перетин умовної стійки входять опорна ребро і частина стінки.

Довжина цієї частини стінки визначається за формулою:

Площа перетину умовної стійки знаходиться за формулою:

Перевірка стійкості зводиться до виконання умови  \u003d Q max / ( * A s)? R y; де  - коефіцієнт поздовжнього вигину. Приймається в залежності від гнучкості  z:

 z \u003d h w / i z, де i z - радіус інерції перерізу умовної стійки,

J z - момент інерції перерізу умовної стійки


32 Розрахунок вузла обпирання балки на колону збоку і на цегельні стіни

Шарнірне примикання балки до колони:

При шарнірному прикріпленні балки до колони опорна реакція передається через опорний столик, який в залежності від навантаження виконується з листа товщиною 25-40 мм або з нерівнополочні куточка із зрізаною меншою полицею, або з зварного столика таврового перетину. Шви, що кріплять опорний столик, розраховуються на зріз або на зріз і вигин з урахуванням коефіцієнта умов роботи, рівним 0,65. Болти в з'єднанні ставляться конструктивно.

Жорстке кріплення балок до колон передбачають у разі проектування рамного каркаса або коли балка перекриття виконує одночасно і функцію балки-розпірки в вертикальних зв'язках каркаса. При жорсткому кріпленні верхня і нижня полиці балки за допомогою горизонтальних планок або косинок вертикальних зв'язків прикріплюють до колон жорстко, що перешкоджає повороту балки в опорному вузлі.

Стикові планки і косинки сприймають горизонтальні складові сили S \u003d \u200b\u200bM / h, що виникають від дії згинального моменту в опорному вузлі. Опорна реакція при жорсткому кріпленні балки передається на колону способом, аналогічним передачі опорної реакції при шарнірному кріпленні балки до колони. Застосування жорсткого вузла більш трудомістке в порівнянні з шарнірним, але дозволяє знизити витрату металу.
33 Розрахунок вузла сполучення головної балки з прокатними балками

Сполучення головних і другорядних балок між собою бувають: поверхові, в одному рівні верхніх поясів і зі зниженим розташуванням верхніх поясів другорядних балок
б) на зминання

, Де R bp - розрахунковий опір на зминання,

- товщина ребра жорсткості.

Порівнюємо результати розрахунків, вибираємо менше. Необхідна кількість болтів у з'єднанні:


34 Розрахунок кутових зварних швів в балках

З'єднання поясів зі стінкою в зварних балках здійснюють безперервними кутовими швами. Поясні зварні шви сприймають зсувне зусилля між поясом і стінкою. Воно викликається поперечною силою Q діючої на опорах або в місцях прикладання зосереджених навантажень.

Зсувне зусилля, що припадає на одиницю довжини пояса, отримаємо множенням дотичних напружень на товщину стінки:

, Де S -Статичний момент пояса відносно нейтральної осі, I - момент інерції перерізу балки.

- коефіцієнт умов роботи;

- при двосторонніх швах;

- розрахункова поперечна сила.

Катет шва повинен бути не менше мінімального рекомендованого значення в залежності від товщини пояса

. Товщина шва приймається постійною по довжині.
35 Монтажний стик головної балки на зварюванні

На відміну від заводського, монтажний стик виконується в одному перерізі. Вимоги до шву і його розрахунок аналогічні заводським. Шви рекомендується виконати двостороннім зварюванням.

В монтажному стику можуть виникати значні зварювальні напруги. Для їх зниження необхідно дотримуватися послідовність зварювання: Спочатку зварюється стінка. При охолодженні шва стінка вільно деформується і зварювальні напруги не виникають. Потім зварюються поясні листи. Тут деформації обмежені, і виникають зварювальні напруги. Однак на ділянці, де не виконано поясні шви, стінка і пояса деформуються незалежно один від одного. Довжина ділянок приймається не більше 500 мм. Вони заварюються в останню чергу. Стик розтягнутого пояса, як правило, виконують косим швом.

Якщо на монтажному майданчику є можливість застосування фізичних методів контролю якості швів і кінці швів виводяться за їх межі, то всі шви стику і основний метал вважаються одно міцними. При дотриманні цих умов монтажний стик можна розміщувати в будь-якому місці балки без розрахунку.

Найбільш просто і зручно просте з'єднання балок встик і при ручному зварюванні розрахунковий опір зварного шва встик на розтягнення менше розрахункового опору основного металу

M св стику \u003d M max R св / R? 0,85M max

У перетинах, де дійств-т більший вигин момент, роблять пряме з'єднання балок в стик, а полки підсилюють накладками.

Вважають згинальні моменти

M \u003d WR св + N н h н,

У накладках визначають розрахункові зусилля,

N н \u003d (M-WR св) / h н, h н - відстань між осями накладок, N н - зусилля в накладці, W - момент опору перерізу балки

А потім площа поперечного перерізу накладки

A \u003d N н / R св
36 Монтажний стик головної балки на високоміцних болтах

У таких стиках кожен пояс балки бажано перекривати трьома накладками з двох сторін, а стінку - двома вертикальними накладками, площа перетину яких повинна бути не менше площі перетину перекривається ними елемента.

Стик пояса:

Сумарна площа накладок: A н? А f

Максимальне поздовжнє сила, сприйнята поясом: N \u003d A f * R y

Несуча здатність одного зрізу болта Q bn \u003d 0,7R bun *? b * A bn *? /? n, де R bun - розрахунковий опір болта зрізу; ? b - коефіцієнт умови роботи з'єднання; A bn - площа перерізу одного болта «нетто»; ? - коефіцієнт тертя.

Кількість болтів з одного боку стику: n \u003d N / (? З * m тр * Q bn), де? с - коефіцієнт, що враховує призначення конструкції; m тр - число площин тертя в стику пояса.

Болти з кожного боку стику розставляються симетрично щодо стінки головної балки. Довжина накладок приймається в залежності від кроку болтів і повинна бути кратна 10 міліметрів.

Розрахунок і конструювання стику стінки:

Стик стінки перекривається двома накладками із застосуванням тих же високоміцних болтів, що і стик поясів. Стик повинен сприйняти вигинає момент, який припадає на стінку балки: M w \u003d M max * J w / J x, де M max - момент в середині прольоту головної балки; J w - момент інерції стінки; J x - момент інерції перерізу балки в середині прольоту.

Болти в стику розставляються вертикальними і горизонтальними рядами. Максимально завантажені болти знаходяться в далеких від нейтральної осі (Н.О.) горизонтальних рядах. Розрахункове зусилля в найбільш віддаленому від Н.О. горизонтальному ряду: N max \u003d M w * h max / (m * h i 2).

Число болтів з кожного боку стику визначається методом підбору. Спочатку приймається з кожного боку стику по одному вертикальному ряду.

h i 2 \u003d h 1 2 + h 2 2 + h 3 2 ... + h max 2;

M - число вертикальних рядів з кожного боку стику.

Міцність стику забезпечена, якщо виконується умова: N max? m тр * Q bh