Соединение поясов со стенкой осуществляется в сварных балках с помощью сварных швов, в клепаных — с помощью заклепок. Если бы пояс и стенка не были соединены друг с другом, то при изгибе они сдвинулись бы друг относительно друга. Соединение пояса со стенкой ликвидирует возможность такой деформации, но в соединениях возникают касательные напряжения, направленные вдоль оси балки.
К расчету прикрепления поясов сварной балки
В сварных балках касательное напряжение в стенке по линии соединения пояса со стенкой определяется формулой
где Sп — статический момент пояса (сдвигающейся части сечения) относительно нейтральной оси. Сдвигающее усилие Т, приходящееся на 1 пог. см длины балки:
Это сдвигающее усилие воспринимается двумя швами длиной 1 см, рабочей площадью
где hш — катет (толщина) сварного шва.
Таким образом, формула поверки прочности сварных швов, соединяющих пояс балки со стенкой, будет иметь вид
или
Очевидно, что наибольшее значение касательные напряжения т будут иметь на опоре, где будет максимальная поперечная сила Q. Сварные поясные швы в балках обычно делают сплошными и одной толщины, что облегчает возможность применения автоматической сварки.
Минимальная толщина поясного шва принимается равной 5 мм; обычно она составляет 0,5 — 0,8 толщины стенки.
В клепаных балках сдвигающее усилие Т воспринимается поясными заклепками. При этом на одну заклепку будет действовать сумма единичных сдвигающих усилий, определяемых по формуле (43.VI), с участка, равного шагу заклепок.
Это суммарное усилие не должно превышать усилия, допустимого на одну заклепку [N]закл по смятию или двойному срезу:
Из этого соотношения определяется шаг поясных заклепок
где Sп — статический момент пояса брутто относительно нейтральной оси;
Jб — момент инерции брутто всего сечения балки.
Для уменьшения трудоемкости изготовления балки следует стремиться к минимальному числу заклепок и, следовательно, к максимальному шагу их, который не должен превышать 12 d (смотрите таблицу Размещение заклепок и болтов).
К расчету прикрепления поясов клепаной балки
Обычно определение шага заклепок производят по значению поперечной силы на опоре, оставляя равномерную разбивку по всей длине балки, что облегчает производство работ. В балках большого пролета рационально увеличить шаг заклепок в средней части балки, где значение поперечной силы уменьшается.
Расчетный шаг заклепок, прикрепляющих горизонтальные листы к поясным уголкам, обычно получается большим, чем шаг заклепок, прикрепляющих пояс к стенке, но, как правило, принимается равным поясному или кратным ему при условии, что расстояние между заклепками не превысит 18 толщин горизонтального листа.
«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов