Конструирование и расчет опорного узла балки

В качестве опорного узла принимаю вариант с ребром, удаленным от торца, плотно пригнанным к нижнему поясу (рис. 7).

Рис. 7 - опорный узел

Площадь сечения опорных ребер найду по формуле:

(69)

где:

=1222, 5 (кН) - поперечная сила;

=0, 9 -коэффициент условий работы конструкций;

=478 (МПа) - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности:

(70)

здесь:

=490 (МПа) - временное сопротивление стали разрыву(СНиП II-23-81, таб.51);

=1, 025 - коэффициент надежности по материалу:

Принимаю =0, 0025(м²).

Длину опорного ребра принимаю равной =160(мм).

Толщина опорного ребра равна:

Приму толщину =0, 01(м).

Уточню площадь сечения опорных ребер:

Проверю опорные ребра на смятие по формуле:

(71)

Т.к. неравенство выполняется, следовательно прочность на смятие обеспечена.

Проверяю устойчивость участка стенки балки над опорой как условного опорного стержня, нагруженного опорной реакцией:

(72)

где:

- поперечная сила;

- расчетный предел текучести, для стали С375 (СНиП II-23-81*, таб. 51);

- коэффициент условий работы конструкций;

-коэффициент продольного изгиба опорного сечения. Выбираю по таб. 72 СНиП II-23-81 в зависимости от гибкости , которую определю по формуле:

(73)

где:

- высота стенки;

- момент инерции опорного узла:

(74)

где:

= 0, 01(м) - толщина опорного ребра;

= 0, 012(м) - толщина стенки;

= 1, 25(м) - высота стенки;

= 0, 00662(м²) - площадь опорного узла.

(75)

где:

=0, 16(м) - длина опорного ребра;

=0, 01(м) - ширина опорного ребра;

=0, 012(м) - толщина стенки;

=0, 2(м) - ширина стенки балки, участвующая в опирании:

(76)

где:

=0, 012(м) - толщина стенки;

- расчетный предел текучести, для стали С375 (СНиП II-23-81*, таб. 51);

=2, 06*10⁵(МПа) - СНиП II-23-81, таб. 63:

Принимаю =10. Исходя из исходных данных, назначу =0, 983 (таб. 72 СНиП II-23-81).

Т.к. данное условие выполняется, следовательно устойчивость обеспечена.

Рассчитаю двусторонние сварные швы при соединение ребер жесткости к стенке балки по формулам:

(77)

(78)

где:

- поперечная сила;

и -коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа - по таб. 34*; с пределом текучести свыше 530 МПа независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки =1, 1 и =1, 15;

, - расчетное сопротивление сварных угловых швов по металлу шва и по металлу границы сплавления соответственно:

Для СВ-08Г2C:

- СНиП II-23-81 таб. 56.

Для С375:

=490(МПа) - временное сопротивление стали разрыву (СНиП II-23-81,

таб. 51);

и - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах , для которых для металла шва с нормативным сопротивлением (МПа) и =0, 85 - для всех сталей.

=0, 9-коэффициент условий работы конструкций (СНиП II-23-81 таб.);

=1.41(м) - длинна сварного шва ребра жесткости:

(79)

где:

=0, 13(м) - ширина выступающей части ребра;

=1, 25(м) - высота стенки;

По СНиП II-23-81*, таб.38 подберу катет шва. Т.к. наибольшей толщиной, при сварке опорного ребра со стенкой балки и ее поясом, обладает пояс, то катет шва задаем: