Расчет стыка пояса. Раскладывая изгибающий момент Mf на пару сил, определяем расчетное усилие в поясе:

Nf = Mf //hf = 3703,29 / 152,5 = 2428,39 кН.

Количество болтов n на каждую сторону от центра стыка балки для прикрепления накладок пояса определяем по формуле

где    ks = 2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Принимаем 12 болтов и размещаем их согласно рис. 3.21.

Длину горизонтальных накладок назначаем конструктивно из условия размещения болтов:

lnf  = 2(n1a + 2c) + δ = 2 (2 ∙ 70 +2 ∙ 50) + 10 = 490 мм,

где     n1 = (3 – 1) – количество рядов болтов на полунакладке за минусом 1.

Расчет стыка стенки. Расчетный момент, приходящийся на стенку, уравновешивается суммой внутренних пар усилий, действующих на болты. Максимальное горизонтальное усилие Nmax от изгибающего момента, действующее на каждый крайний наиболее напряженный болт, не должно быть больше несущей способности Qbhks.

Условие прочности соединения:

Nmax = Mw amax/(mΣai2) ≤ Qbhks,

где     аi – соответствующее расстояние между парами сил в болтах;

m – число вертикальных рядов болтов на полунакладке.

Для определения числа рядов болтов по вертикали k и назначения их шага а вычисляем коэффициент стыка:

a = Mw/(mamaxQbhks) = 95543 / (2 × 135 × 101,64 × 2) = 1,74.

Принимаем по табл. 3.21 число горизонтальных рядов болтов k = 8.

Таблица 3.21

Коэффициенты стыка стенки балок a

Определяем шаг болтов по вертикали:

a = amax/(k – 1) = 135 / (8 – 1) = 19,29 см.

Шаг a округляется до 5 мм и должен укладываться целое число раз в расстояние между крайними рядами болтов a1. Окончательно принимаем    по высоте накладки 8 рядов болтов с шагом а = 200 мм, что меньше          amax = 208 мм. Максимальное расстояние между крайними горизонталь-    ными рядами болтов а1 = (8 – 1) 200 = 1400 мм и а2 = 1000 мм, а3 = 600 мм, а4 = 200 мм (см. рис. 3.21).

Длина вертикальных накладок (при с = 35мм > сmin = 33,8 мм)

lnw = (k – 1)a + 2c = (8 – 1) 200 + 2 ∙ 35= 1470 мм.

Проверяем стык стенки по прочности наиболее нагруженного болта:

Nmax = 955,43 · 1,4 / =

= 199,05 кН < Qbhksγс = 101,64 · 2 · 1 = 203,28 кН.

Условие выполняется.

При наличии в месте стыка поперечной силы Q стык стенки рассчитывается на совместное действие поперечной силы Q и части изгибающего момента, воспринимаемого стенкой Mw. Наиболее напряженный крайний болт рассчитывается на равнодействующую усилий по формуле

где    V = Q/n – вертикальная составляющая усилия, действующая на один

болт в предположении, что поперечная сила Q полностью передается на стенку и принимается распределенной равномерно на все болты n, расположенные на полунакладке с одной стороны стыка.

Проверяем элементы, ослабленные отверстиями под болты d = 26 мм.

Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящаяся на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить: при динамических нагрузках – по площади сечения нетто An, при статических нагрузках – по площади сечения брутто A при An ≥ 0,85A  либо по условной площади Ac = 1,18An при An < 0,85A.

Пояс ослаблен по краю стыка четырьмя отверстиями (nas = 4) сечением

Adf  = nasdtf  = 4 · 2,6 · 2,5 = 26 см2.

Площадь сечения нетто пояса определится:

An,f  = Af  – Adf  = 45 · 2,5 – 26 = 86,5 см2 < 0,85Af  = 0,85 ∙ 112,5 = 95,63 см2.

Проверку ослабленного сечения пояса производим по условной площади Ac,f = 1,18An,f  = 1,18 ∙ 86,5 = 102,07 см2.

Полагая, что половина усилия, приходящаяся на каждый болт, воспринимается силами трения, расчетное усилие в поясе и накладках, ослабленных четырьмя болтами в крайнем ряду, определяется по формуле

Производим проверку прочности ослабленного пояса:

Прочность пояса в месте монтажного стыка обеспечена.

Ослабление накладок четырьмя отверстиями (nas = 4) по крайнему ряду

Adn = nasnndtnf  = 4 · 2 · 2,6 · 1,4 = 29,12 см2.

Площадь сечения нетто накладок

Условная площадь

Ac,n  = 1,18An,nf  = 1,18 ∙ 89,88 = 106,06см2.

Производим проверку прочности накладок:

Прочность накладок обеспечена.

При необходимости увеличивается толщина накладок tnf.