43. Стыки балок составного поперечного сечения

Стыки элементов балок выполняют в заводских условиях при изготовлении отправочных элементов и в условиях строительной площадки при объединении отправочных элементов в единую конструкцию. В первом случае используют заводские стыки, во втором монтажные.

Стыки составных балок могут быть сварными и болтовыми, сварные стыки составных балок возможно осуществлять без накладок с полным проваром . Если при этом не проводится физический контроль качества швов, то стык растянутого пояса следует предусматривать косым с углом наклона скоса менее 65°. С целью снижения сварочных напряжений сварка должна вестись в след. последовательности: стыковку м-у собой поясных листов и стенки проводят до наложения поясных швов.

Болтовые монтажные соединения обладают рядом преимуществ – меньшую трудоемкость на строительной площадке, высокое качество исполнения специалистами более низкой квалификации, простоту замены при реконструкции. Названные достоинства по комплексной оценке эффективности значительно перекрывают недостатки болтовых соединений – повышенную металлоемкость за счет использования болтов и накладок, дополнительные затраты труда на заводе, ослабление сечения отверстиями.

Монтажные стыки на болтах выполняют с накладками. Предпочтение следует отдавать сдвигоустойчивым высокопрочным болтовым соединениям. Эффективны фланцевые болтовые соединения. По сравнению со сдвигоустойчивыми соединениями кол-во болтов уменьшается в 3..4 раза. Недостатком фланцевого соединения является повышенная деформативность,

В монтажных болтовых соединениях болты, прикрепляющие поясные накладки, рассчитывают на усилия N_nf=A_nfR_y, которое может быть воспринято поясом при условии полного использования его несущей способности (A_nf - площадь сечения нетто пояса балки).

Необходимое количество болтов:

при использовании болтов нормальной и повышенной точности:

в стыках на высокопрочных болтах:

В ослабленных отверстиями сечениях пояса должны выполняться условия прочности:

при болтах нормальной и повышенной точности:

при высокопрочных болтах для крайнего ряда болтов, полагая, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, воспринимается силами трения:

, где N_f=(M/h₀)(1-I_w/I), h₀ – расст-е м-у осями поясов.

Стык стенки рассчитывают на совместное действие перерезывающей силы Q и части изгибающего момента, воспринимаемого стенкой, M_w=MI_w/I; от этих воздействий в болтах крайнего ряда возникают усилия:

при болтах нормальной и повышенной точности: , где , V=Q/n, m – число рядов, h_max – расст-е между крайними болтами

при высокопрочных болтах: S_b<=Q_bh_c

Размеры накладок по стенке назначают конструктивно, исходя из условия размещения найденного количества болтов. Естественно, что суммарная толщина накладок и их площади поперечных сечений должны быть не меньше соответствующих значений стенки балки.

Фланцевые соединения (могут быть выполнены с предварительным натяжением высокопрочных болтов (тип А) и без натяжения (тип Б). В соединениях возможно появление в растянутой зоне зазоров между фланцами. Болты во фланцевых стыках устанавливают либо с постоянным шагом по высоте, либо с переменным, концентрируя в растянутой зоне у пояса балки. Фланцы могут быть толстыми с большой изгибной жесткостью или тонкие, растянутых зонах которых преобладают изгибные деформации. При проектировании или проверочных расчетах следует обратить внимание на выполнение условий прочности болтов в растянутой зоне; фланцев при изгибе, а также при отрыве в околошовной зоне сварных швов, прикрепляющих фланцы; основного сечения балок у сварных швов.

Для фланцевых соединений с весьма жесткими на изгиб фланцами можно допустить, что усилия в болтах распределяются пропорционально расстоянию от точки приложения равнодействующей cилы в сжатой зоне, например от срединной плоскости сжатого пояса до болта . Тогда усилие в наиболее напряженном крайнем болте будет:

, где n_i – кол-во болтов в i-м ряду, m – число рядов.

По этому усилию можно подобрать требуемый диаметр болтов.