Расчет соединения поясов балки со стенкой

Соединение поясов составной балки со стенкой осуществляется в сварных балках поясными швами, обеспечивающими совместную работу поясов и стенки, тем самым предотвращается при изгибе балки их взаимный сдвиг. Кроме работы на сдвиг при наличии местной нагрузки, действующей на пояс от балок настила в месте, не укрепленном поперечным ребром жесткости, поясные швы испытывают дополнительно срез от местного вертикального давления (рис. 3.18). Соединение выполняется автоматической сваркой угловыми непрерывными швами одинаковой толщины по всей длине балки.

Рис. 3.18. К расчету поясных соединений

Расчет сварного шва производится на усилие, приходящееся на 1 см длины балки, и длина шва соответственно принимается в расчет равной 1 см.

Сравниваем:

где     – при расчете по металлу шва (см. табл. 3.4);

βz = 1,15 – при расчете по металлу границы сплавления;

γwf  и gwz – коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I1, I2, II2 и II3, для которых γwf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением и gwz = 0,85 – для всех сталей;

Rwf  = 180 МПа = 18 кН/см2 – расчетное сопротивление сварного соединения при расчете по металлу шва, принимаемое по табл. 2.7 в зависимости от марки сварочной проволоки, которую выбирают по табл. 2.5 для автоматической сварки стали принятого класса;

 – расчетное сопротивление сварного соединения при расчете по границе сплавления;

 – нормативное сопротивление основного металла, принимаемое по табл. 2.3.

Поясные швы при  рассчитываются по металлу границы сплавления по формуле

где     – усилие на единицу длины шва от поперечной силы на опоре Qmax, сдвигающее пояс относительно стенки;

Sf1 = 4575 см3, I1 =1035188 см4 – статический момент пояса и момент инерции относительно нейтральной оси сечения балки на опоре (см стр. 72);

 – давление от сосредоточенной силы Fb на единицу длины шва.

Следует иметь в виду, что T и V  вычисляются в одном и том же сечении, т.е. там, где σloc ≠ 0. При отсутствии сосредоточенной силы Fb (σloc = 0) второй член под знаком радикала исключается.

Вычисляем усилие:

T = QmaxSf1/I1 = 1033,59 · 4575 / 1035188 = 4,57 кН.

Определяем требуемый катет сварного шва:

где     n = 1 при одностороннем шве, n = 2 при двустороннем.

При толщине tf = 25 мм (более толстого из свариваемых элементов) конструктивно принимаем для автоматической сварки минимальный катет шва kf,min = 7 мм (см. табл. 3.5).