Расчет и проектирование сварной балки

Конструирование сечения балки

Толщина стенки:

по ГОСТ 19 904–90 листового проката округляем до 1 см.

Толщина пояса:

Высота стенки:

Проверка сечения пояса

1. = 11 — лежит в пределах 10−20.

Проверка сечения балки

а) По использованию материала:

б) По максимальным значениям:

Вычисляем момент инерции сечения:

в) По максимальным касательным напряжениям:

— максимальная перерезывающая сила (берется по эпюре Q).

На уровне центра тяжести:

Рисунок 1.

= 4.6 МПа.

2.72 МПа.

= 1.64 МПа Условие прочности по касательным напряжениям выполняется, так как:

= 145 МПа г) По эквивалентным напряжениям:

= 160МПА.

Обеспечение общей устойчивости балки

Общую устойчивость балки обеспечиваем постановкой горизонтальных связей, соединяющих сжатый пояс балки с поясом такой же соседней балки. Расстояние между узлами закрепления связей:

Обеспечение местной устойчивости элементов балки

Расстановка горизонтальных и вертикальных рёбер жесткости.

Так как условие гибкости стенки, то при изготовлении стенки продольные рёбра не нужны.

Толщина опорных рёбер:

Ширину опорных рёбер принимаем ту же, что и для прочих вертикальных рёбер. Полученные размеры опорных рёбер округляем в большую сторону до ближайшего размера полосы по ГОСТ. Торцы опорных рёбер проверяем на смятие, с учётом высечки .

— сопротивление смятию обеспеченно.

Расстановка вертикальных рёбер жесткости:

Под сосредоточенной силой Р так же ставим вертикальные рёбра c (промежуточные рёбра) Толщина ребра:

.

Примем толщину ребра 10 мм.

Т.к нагрузка статическая, то определение ведется по берем кривую для К=80.

Горизонталь не пересекается с кривой К=80, значит в данном случае дополнительные ребра не требуются. Что бы обеспечить сопротивление скручиванию, соседние вертикальные ребра должны отстоять друг от друга на более чем на:

Количество ребер:

т. е. 3 ребра.

Проектирование сварных соединений балки

Поясные швы проверяем на срез от максимальной перерезывающей силы Q (принимаем).

Проектирование стыков балки

Для удобства транспортировки в балке следует предусмотреть монтажный стык. При условии выполнения его электродами типа Э42А стык будет равнопрочным и может быть размещен в любом сечении. Назначаем его посредине длины балки. Стык может быть универсальным (рис. 2 а) или (для удобства сварки) вразбежку (рис. 2 б). Необходимо также сконструировать типовые технологические стыки пояса (рис. 2 в) и стенки (рис. 2 г), которые должны быть равнопрочными основному металлу.

Рисунок 2.

Равнопрочность обеспечивается двусторонней полуавтоматической сваркой в среде защитных газов встык. Сварку ведем с применением заходных и выходных планок. Конструкция технологических стыков пояса и стенки показана на рис. 3 и рис. 4.

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Проектирование опорных частей балки

Рисунок 5.

Давление фундамента:

Примем диаметр штырей, тогда диаметр отверстий под штыри будет равен 21 мм.

Толщина плиты: