Расчет соединения поясов со стенкой

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

К расчету прикрепления поясов сварной балки


В сварных балках касательное напряжение в стенке по линии соединения пояса со стенкой определяется формулой

Формула (29.VI)

где Sп — статический момент пояса (сдвигающейся части сечения) относительно нейтральной оси. Сдвигающее усилие Т, приходящееся на 1 пог. см длины балки:

Формула (43.VI)

Это сдвигающее усилие воспринимается двумя швами длиной 1 см, рабочей площадью

Формула

где hш — катет (толщина) сварного шва.

Таким образом, формула поверки прочности сварных швов, соединяющих пояс балки со стенкой, будет иметь вид

Формула (44.VI)

или

Формула (45.VI)

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:

Формула

Из этого соотношения определяется шаг поясных заклепок

Формула (46.VI)

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

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

Клепаные балки

Простейшее сечение клепаной балки состоит из вертикального листа и четырех поясных уголков. В больших мощных балках сечение может быть развито путем постановки горизонтальных листов. Сечения клепаных балок Назначение генеральных размеров клепаных балок производится так же, как и сварных балок. Особенностью расчета клепаных балок является необходимость учитывать ослабление сечения отверстиями для заклепок, которое предварительно может приниматься…

Изменение сечения по длине балки

Подбор сечения балки производится по максимальному расчетному моменту. Вблизи от опор моменты значительно меньше максимальных, и поэтому нет необходимости иметь по всей длине балки постоянное сечение, подобранное по максимальному моменту. Есть два способа уменьшить сечение и тем самым уменьшить его момент сопротивления. Первый способ, наиболее распространенный, заключается в уменьшении сечения поясов: в сварных балках —…

Подбор сечения

Сварные балки Зная требуемый момент сопротивления Wтp и определив оптимальную высоту сечения и толщину стенки, подбираем рациональное сечение двутавровой сварной балки. В случае симметричной относительно нейтральной оси балки (с одинаковыми верхним и нижним поясами) подбор сечения сводится к определению таких размеров поясов, чтобы общий момент сопротивления балки равнялся требуемому Wтp. Общий момент сопротивления балки может…