2.11.Расчет и конструирование монтажного стыка

Монтажный стык проектируем посередине пролета балки. Рассмотрим два варианта выполнения монтажного стыка : сварной и на высокопрочных болтах.

При выполнении сварного стыка в середине пролета и невозможности осуществления физических методов контроля шва необходимо выполнить стык верхнего пояса прямым, стык нижнего пояса – косым.

При выполнении стыка на высокопрочных болтах принимается один диаметр болтов для поясов и стенки. Стык выполняется при помощи накладок. Основным является диаметр 24 мм. Изгибающий момент в стыке распределяется между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.

Доля изгибающего момента, приходящегося на стенку М _w = М _ст * J _w / J ¹

J _w = t _w * b _w ³ / 12 =1.4 *186 ³ / 12 = 750733.2 см ⁴

М _w =545148 * 750733.2 /1457613.2 =280774.56 кНсм

Доля изгибающего момента, приходящегося на пояса

М _f = М _ст - М _w = 545148 –280774.56 =264373.44 кНсм

Усилие в поясных накладках

N _н = М _f / h =264373.44 /190 =1391.44 кН

Требуемая площадь накладки нетто

A _н = N _н / R _{y g c} =1391,44 /24,5 =56,79 см ²

Необходимое количество высокопрочных болтов с одной стороны стыка

n = N _н / (n _тр * Q _{b h} * g _c ) , где n _тр –количество плоскостей трения ,

Q _{b h} -расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом по одной плоскости трения соединяемых элементов , определяется по формуле :

Q _{b h} = R _{b h} * g _b * A _{b n} * ^m / g _h , где

R _{b h} = 0,7 * R _bun , R _{b h} = 0,7 * 110 = 77 кН / см ²

g _b - коэффициент условий работы соединения , при количестве болтов n ³10 g _b = 1

A _{b n} =3,52 см ² - площадь сечения нетто для болта диаметром 24 мм

m = 0.58 - коэффициент трения , принимаем по табл. 36 * [1]

g _h = 1,12- коэффициент надежности , принимаем по табл. 36* [1]

Q _{b h} = 77 * 1 * 3,52 *0,58 / 1.12 = 140,36 кН

n =1391,44 /140,36 =9,9 -принимаем n =10

Толщина стыковой накладки t _н = A _n / b _н =56.79 /40 =1.42 см –примем t _н = 1,6 см

Проверим прочность поясных накладок , ослабленных отверстиями под болты

s = N ¹ / A _н ¹ _£ R _{y g c} N ¹ =0,5* N _н = 0,5 *1391,44 =695,72 кН

A _н ¹ = A _н =56,79 см ²

_s = 695,72 / 56,79 = 12,25 < 24,5 кН / см ² - прочность стыковых накладок в ослабленном сечении обеспечена

Расстояния между крайними горизонтальными рядами болтов

l _макс = h _w - (120-180 )мм =1440 мм , l _{макс <} 3K , где K –расстояние между крайними вертикальными рядами болтов полунакладки , l _{макс <} 3 * 700 =2100 мм

Количество вертикальных рядов болтов

m = M _w * l _макс / (k * Q _{b h} *S l _i² ) S l _i² = 16 ² +48 ² +80 ² +112 ² +144 ² = 42240 см ²

m =280774,56 *144 / ( 2 *140,36 * 42240 ) = 3,41 , принимаем m =4 вертикальных ряда с одной стороны стыка

При совместном действии изгибающего момента и поперечной силы наибольшее усилие

S = Ö (M _w * l _макс / m / S l _i² ) ² + ( Q / n ) ² =Ö (280774.56 * 144 / 4 / 422401 ) ² +

+ ( 1038,38 /10) ² = 260,85 кН

Для обеспечения прочности соединения необходимо S £ Q _{b h} * n _тр

85. £ 280.72- несущая способность стыка стенки обеспечена.