Приведённые напряжения (англ. reduced – приведённый):

,

Проверки прочности балки по нормальным, касательным и приведённым напряжениям выполняются.

· Проверка жёсткости балки. Принятая высота балки h больше минимальной h_min , поэтому прогиб балки не будет превышать предельного значения, и выполнять проверку жёсткости нет необходимости.

4. Расчёт и конструирование узлов соединения элементов главной балки

1. Опорный узел главной балки

· Нагрузка от главной балки передаётся на колонну через опорное ребро, приваренное к торцу балки и выступающее вниз на величину а_r = 10…15 мм (рис. 7). Для обеспечения равномерной передачи давления торец ребра необходимо строгать.

Рис. 6. Изменение сечения балки по длине

Рис. 7. Опорное ребро главной балки

Ш1

V

tr

торец строгать

L /2

нижний пояс

верхний пояс

Определение размеров опорного ребра

· Ширину опорного ребра удобно принять равной ширине пояса балки: .

· Толщина ребра определяется из условия его работы на смятие:

,

где V – опорная реакция главной балки; V = Q_max = 746бб928 кН; R_p – расчётное сопротивление стали смятию торцевой поверхности; равно расчётному сопротивлению стали по временному сопротивлению R_u (прил. 1); для листовой стали толщиной 10…20 мм R_p = R_u = 460 МПа = 46,0 кН/см² .

· В соответствии с сортаментом принимаем t_r = 1,0 cм.

Расчёт сварных швов крепления опорного ребра к стенке балки

· Через сварной шов Ш₁ опорная реакция V передаётся с ребра на стенку балки. Сварное соединение осуществляется полуавтоматической сваркой.

Расчётное сопротивление металла шва R_wf = 240 МПа (РїСЂРёР». 2 ); коэффициент проплавления β_f = 0,9 (табл. 34* СНиП [2]); R_wf β_f = 240 × 0,9 = 216 МПа.

Расчётное сопротивление металла границы сплавления шва R_wz = 0,45 R_un = 0,45 × 470 = 211 МПа, где R_un – нормативное сопротивление стали по временному сопротивлению, для листового проката толщиной 10…20 мм R_un = 470 МПа (РїСЂРёР». 1 ); коэффициент проплавления β_z = 1,05 (табл. 34* СНиП [2]); R_wz β_z = 211 × 1,05 = 221 МПа.

R_wf β_f < R_wz β_z (216 МПа < 221 МПа), поэтому расчётной является проверка по металлу шва.

· Необходимая величина катета шва крепления опорного ребра с учётом ограничения по предельной длине шва (l_w < 85 b_f k_f ):

,

где n = 2 (ребро приваривается двусторонними швами).

· Минимальный катет шва определяем по РїСЂРёР» . 3 в зависимости от толщины более толстого из свариваемых элементов: k_f,min = 5 мм (соединение тавровое с двусторонними угловыми швами, стенка толщиной t_w = 10 мм соединяется с ребром толщиной t_r = 12 мм). Принимаем окончательно катет шва k_f = 6 мм > k_f,min .

· Расчётная длина шва не должна превышать высоту стенки балки (с учетом 2 см на дефекты по концам шва):

2. Сопряжение главной балки и балки настила

· Сопряжение балок происходит в одном уровне и выполняется на болтах. Стенка балки настила прикрепляется к поперечному ребру жесткости главной балки, для этой цели предусматривается обрезка полок и части стенки балки (рис. 8).

Определение необходимого количества болтов

· Для соединения используем болты нормальной точности, класса точности С, класса прочности 5.6, диаметром 20 мм (d_b = 20 мм). Диаметр отверстия назначаем на 2 мм больше диаметра болта: d₀ = 22 мм.

· Расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом при его работе на срез:

,