Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки

Укрупнительные (монтажные) стыки балок, длиной 12м и более, проектируют сварными или на высокопрочных болтах. Стык осуществляем на высокопрочных болтах из стали 40Х «селект», диаметром d = 20 мм, имеющих R_bun = 1100 Н/мм² (табл. 61 [4]). С газопламенной очисткой соединяемых поверхностей.

Рисунок 5 – Укрупнительный стык

Рисунок 6 – Расчёт поперечной силы

Рисунок 7 - Схема стыка

Стык поясов.

Силовые факторы, воспринимаемые поясом:

Необходимое количество болтов на полунакладке:

где

s – количество поверхностей трения, s = 2;

Q_bh – расчётное усилие, которое может быть воспринято одной поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом;

(3.25)

R_bh = 0,7·R_bun = 770 Н/мм² - расчетное сопротивление болта на растяжение;

A_bn -площадь сечения болта нетто, A_bn = 2,45 см² [4, табл.62*];

γ_b -коэффициент условия работы болтового соединения, γ_b = 0,85;

γ_h - коэффициент надежности, γ_h = 1,02 [4, табл.36*];

μ - коэффициент трения, μ = 0,42 [4, табл.36*];

Откуда

Принимаем два ряда по шесть болтов в каждом. По п. 12.19 [4] болты ставятся расстоянии 2,5d друг от друга, расстояние от центра болта до края элемента равно 2d.

Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками, толщиной 20 и сечениями 420×300, 2×420×120 мм.

Рисунок 8 – Накладка на пояс балки

Стык стенки.

Силовые факторы в стенке:

(3.26)

где

m – количество вертикальных рядов болтов на одной половине накладки, m = 5;

l_max – расстояние между крайними рядами болтов, l_max = h_w - 2×2,5d = 370 мм;

α – коэффициент стыка.

Отсюда

где k – количество горизонтальных рядов, в соответствие с табл. 7.8 [1].

Кроме изгибающего момента в стыке действует поперечная сила Q, которую условно принимают распределённой только на болты стенки:

(3.27)

Проверку прочности ведут для крайних (по вертикали) болтов ряда:

(3.28)

Стенку балки перекрываем двумя накладками, толщиной 16 мм и сечением 550×600.

Для проверки несущей способности листа определяем расчётную площадь его ослабленного сечения (п. 11.14 [4]).

Несущая способность пояса:

Площадь листа:

1) брутто

2) нетто

Отношение листов:

Условная расчётная площадь сечения листа:

Проверяем несущую способность листа (без допущения упругопластической работы элементов соединения)

Несущая способность стенки:

Площадь листа:

1) брутто

2) нетто

Отношение листов: