Расчет соединения поясов балки со стенкой

Соединение поясов составной балки со стенкой осуществляется в сварных балках поясными швами, обеспечивающими совместную работу поясов и стенки, тем самым предотвращается при изгибе балки их взаимный сдвиг. Кроме работы на сдвиг при наличии местной нагрузки, действующей на пояс от балок настила в месте, не укрепленном поперечным ребром жесткости, поясные швы испытывают дополнительно срез от местного вертикального давления (рис. 3.18). Соединение выполняется автоматической сваркой угловыми непрерывными швами одинаковой толщины по всей длине балки.

Рис. 3.18. К расчету поясных соединений

Расчет сварного шва производится на усилие, приходящееся на 1 см длины балки, и длина шва соответственно принимается в расчет равной 1 см.

Сравниваем:

где – при расчете по металлу шва (см. табл. 3.4);

β _z = 1,15 – при расчете по металлу границы сплавления;

γ_wf и g_wz – коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I₁, I₂, II₂ и II_3, для которых γ_wf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением и g_wz = 0,85 – для всех сталей;

R_wf = 180 МПа = 18 кН/см² – расчетное сопротивление сварного соединения при расчете по металлу шва, принимаемое по табл. 2.7 в зависимости от марки сварочной проволоки, которую выбирают по табл. 2.5 для автоматической сварки стали принятого класса;

– расчетное сопротивление сварного соединения при расчете по границе сплавления;

– нормативное сопротивление основного металла, принимаемое по табл. 2.3.

Поясные швы при рассчитываются по металлу границы сплавления по формуле

где – усилие на единицу длины шва от поперечной силы на опоре Q _max, сдвигающее пояс относительно стенки;

S_{f 1} = 4575 см³, I ₁ =1035188 см⁴ – статический момент пояса и момент инерции относительно нейтральной оси сечения балки на опоре (см стр. 72);

– давление от сосредоточенной силы F_b на единицу длины шва.

Следует иметь в виду, что T и V вычисляются в одном и том же сечении, т.е. там, где σ_loc ≠ 0. При отсутствии сосредоточенной силы F_b (σ_loc = 0) второй член под знаком радикала исключается.

Вычисляем усилие:

T = Q _max S_{f 1}/ I ₁ = 1033,59 · 4575 / 1035188 = 4,57 кН.

Определяем требуемый катет сварного шва:

где n = 1 при одностороннем шве, n = 2 при двустороннем.

При толщине t_f = 25 мм (более толстого из свариваемых элементов) конструктивно принимаем для автоматической сварки минимальный катет шва k_{f ,min} = 7 мм (см. табл. 3.5).