Проектирование балочной клетки

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Исходные данные проектирования

балочный настил распор опорный плита

Требуется запроектировать балочную клетку со следующими параметрами:

тип балочной клетки - нормальная;

пролет главной балки - 9,0 м;

пролет балки настила - 4,5 м;

отметка верха настила - 7,2 м;

нормативное значение полезной нагрузки - р^н = 30 кПа;

тип каркаса - шарнирное сопряжение с соединением балок;

район строительства - г. Красноярск.

Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 для г. Красноярска составляет - 40°С. Выбираем сталь С245 (ГОСТ 27772) для 2 группы стальных конструкций при t -45°С.



2. Компоновка балочной площадки

Шаг главных балок и балок настила определены из теории оптимального проектирования, на основании опыта проектирования и требований модульной системы и унификации.

Предварительно выбираем материалы конструкций и определяем их расчетные характеристики.

Настил относится к группе 3. Принимаем сталь С235 (ГОСТ 27772-88) марки Ст3пс2 (ГОСТ 14637), R_y=235(2350) МПа (кгс/см²).

Балки настила входят в группу 2, но при отсутствии в них сварных соединений они относятся к группе 3, поэтому принимается сталь С245 (ГОСТ 27772-88) марки Ст3пс5 (ГОСТ 14637), расчетное сопротивление R_y=240(2400) МПа (кгс/см²), R_s=138,63(1386,3) МПа (кгс/см²).

Главные балки являются сварными конструкциями и входят в группу 2. Для них принимаем сталь С245 (ГОСТ 27772-88) марки Ст3пс5 (ГОСТ 14637), расчетное сопротивление R_y=240(2400) МПа (кгс/см²); R_s=138,63(1386,3) МПа (кгс/см²); R_p=360,98(3609,8) МПа (кгс/см²).

Модуль упругости стали Е=2,05*10⁵(2,05*10⁶) МПа (кгс/см²).

Коэффициент Пуассона n=0,3.

Коэффициент надежности по назначению (ответственности) г_n=0,95.

Коэффициент условий работы для настила г_с=1; для прокатных балок, составных балок и колонн г_с=1,1; опорных плит при R_y?2900 кгс/см² и толщиной t?40 мм г_с=1,2.

Коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки г_f=1,2 для постоянной нагрузки г_f=1,05.



3. Расчет покрытия нормальной балочной клетки с оптимизацией

3.1 Расчет настила

Рисунок 1. Расчетная схема настила

Размеры настила при работе его на изгиб с учетом распора Н можно приближенно вычислить из условия заданного предельного прогиба (II группа предельных состояний) по формуле:

=82,86,

где l_н - пролет настила, м;

t_н - толщина настила, мм;

n₀ = [l/f] - отношение пролета настила к его предельному прогибу, величина, обратная предельному значению относительного прогиба конструкции (для стального настила рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей [f/l]=1/150);

E₁- приведенный модуль упругости стали;

m=0,3 - коэффициент Пуассона для стали;

q_н- нормативное значение нагрузки, воспринимаемой настилом.

МПа.



Предположим, толщина настила составляет 6 мм, тогда

см.

Число шагов балок настила равно , принимаем 18 шагов и, следовательно, 19 балок настила с шагом см.

Предположим, толщина настила составляет 9 мм, тогда

см.

Число шагов балок настила равно , принимаем 13 шагов и, следовательно, 14 балок настила с шагом см.

Предположим, толщина настила составляет 12 мм, тогда

см.

Число шагов балок настила равно , принимаем 10 шагов и, следовательно, 11 балок настила с шагом см.

Рисунок 2. Схема балочной клетки нормального типа



3.2 Расчет балок настила

3.2.1 Сбор нагрузок и статический расчет

Балка настила воспринимает следующие нагрузки:

полезная p^н=30 кПа;

собственный вес настила

собственный вес балки настила , который в первом приближении принимается равным 1-2% от полученной нагрузки (кН/м).

Для определения интенсивности распределенной нагрузки, действующей на БН, необходимо все нагрузки привести к погонным (кН/м²). Ширина грузовой площади балок настила равна их шагу а.

Нормативное значение нагрузки, действующей на балку настила:

(1)

Расчетное значение нагрузки, действующей на балку настила:

, (2)

где _f1=1,1 коэффициент надежности по временной нагрузке;

_f2=1,05 - коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса.

Рассмотрим толщину настила в 6 мм:

;



.

Рассмотрим толщину настила в 9 мм:

;

.

Рассмотрим толщину настила в 12 мм:

;

.

3.2.2 Подбор сечения

Рисунок 3. Расчетная схема балок настила

Максимальный изгибающий момент равен:



. (3)

Максимальная поперечная сила равна:

. (4)

Рассмотрим толщину настила в 6 мм:

;

.

Рассмотрим толщину настила в 9 мм:

;

.

Рассмотрим толщину настила в 12 мм:

;

.



Согласно СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", п. 8.2.1, расчет на прочность элементов изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле:

, (5)

где R_y - расчетное сопротивление материала балки, определяется по R_y=2400 кгс/см²;

_с - коэффициент условий работы конструкции для сплошных прокатных балок, несущих статическую нагрузку, при расчете на прочность принимается равным _с=1.

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки равен:

. (6)

Для настила толщиной 6 мм:

По сортаменту прокатных профилей выбираем I 20Б1 по ГОСТ 26020-83 с моментом сопротивления сечения не менее требуемого и имеющий следующие геометрические характеристики:

h=20 см;

t=0,85 см;

I_х=1943 см⁴;

W_х=194,3 см³;

S_x=110,3 см³;

собственный вес =0,224 кН/м.

Для настила толщиной 9 мм:

По сортаменту прокатных профилей выбираем 26Б1 по ГОСТ 26020-83 с моментом сопротивления сечения не менее требуемого и имеющий следующие геометрические характеристики:

h=25,8 см;

t=0,85 см;

I_х=4024 см⁴;

W_х=312,0 см³;

S_x=176,6 см³;

собственный вес =0,28 кН/м.

Для настила толщиной 12 мм:

По сортаменту прокатных профилей выбираем 30Б1 по ГОСТ 26020-83 с моментом сопротивления сечения не менее требуемого и имеющий следующие геометрические характеристики:

h=29,6 см;

t=0,85 см;

I_х=6328 см⁴;

W_х=427 см³;

S_x=240,0 см³;

собственный вес =0,329 кН/м.

3.2.3 Проверка прочности

Силу распора Н, на действие которой рассчитываются сварные швы, крепящие настил к балкам настила, можно определить по приближенной формуле:



(7)

где г_f = 1,2 - коэффициент надежности по нагрузке, для действующей равномерно распределенной нагрузки при полном нормативном значении нагрузки q^н>200 кгс/м².

Для настила толщиной 6 мм:

Для настила толщиной 9 мм:

Для настила толщиной 12 мм:

Сварные соединения с угловыми швами следует рассчитывать на срез по двум сечениям по формулам (120) и (121) (СНиП 11-23-81*):

по металлу шва:

, (8)

по металлу границы сплавления:



, (9)

где N=Н;

в_f и в_z - коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые соответственно 0,7 и 1,0 по таб.39 СП 16.13330-2011 (для ручной сварки);

l_w = 1см - длина сварного шва (ширина полоски настила, закрепленной неподвижными шарнирами);

R_wf - расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами, принимаемое R_wf=1800 кгс/см² для электрода типа Э42 по таблице Г.2 СП 16.13330-2011,

R_wz - расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами, принимаемое R_wz=0,45·R_un по таб.3, R_wz=0,45·3700=1665 (кгс/см²);

г_c=1- коэффициент условий работы конструкций.

В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов следует принимать по расчету, но не менее указанных в таб. 38 [1]. Расчетная высота катета сварного шва, крепящего настил к балкам, определяется из условий прочности углового шва на срез: Для настила толщиной 6 мм:

Запроектировано угловое соединение, выполненное с использованием ручной сварки, предел текучести стали до 375 МПа, толщина наиболее толстого из свариваемых элементов 6 мм, поэтому принимаем k_f=0,6 см.

Для настила толщиной 9 мм:



Запроектировано угловое соединение, выполненное с использованием ручной сварки, предел текучести стали до 375 МПа, толщина наиболее толстого из свариваемых элементов 9 мм, поэтому принимаем k_f=0,6 см.

Для настила толщиной 12 мм:

Запроектировано угловое соединение, выполненное с использованием ручной сварки, предел текучести стали до 375 МПа, толщина наиболее толстого из свариваемых элементов 12 мм, поэтому принимаем k_f=0,7 см.

3.2.4 Проверка прочности по касательным напряжениям

Согласно СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", п. 8.2.1, значения касательных напряжений в изгибаемых элементах должны удовлетворять условию:

, (10)

где Q - максимальное значение поперечной силы;

t - толщина полки двутавра;

R_s -расчетное сопротивление стали сдвигу,.

Для настила толщиной 6 мм:

,

условие выполняется, т.е. опорные сечения балок настила удовлетворяют условиям прочности по касательным напряжениям.

Для настила толщиной 9 мм:

,

условие выполняется, т.е. опорные сечения балок настила удовлетворяют условиям прочности по касательным напряжениям.

Для настила толщиной 12 мм:

,

условие выполняется, т.е. опорные сечения балок настила удовлетворяют условиям прочности по касательным напряжениям.

3.2.5 Проверка прочности по нормальным напряжениям

Согласно СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", п. 8.2.1, нормальные напряжения для стенок балок следует определять по формуле:

. (11)

Для настила толщиной 6 мм:

Для балок настила условие прочности в сечениях выполняются.

Для настила толщиной 9 мм



Для балок настила условие прочности в сечениях выполняются.

Для настила толщиной 12 мм:

Для балок настила условие прочности в сечениях выполняются.

3.2.6 Проверка прогиба

Расчет по II группе предельных состояний для изгибаемого элемента заключается в определении вертикального относительного прогиба элемента и сравнении его с нормируемым значением.

Относительный прогиб однопролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, определяется по формуле:

, (12)

где - нормативное значение нагрузки, воспринимаемой балкой настила;

- пролет БН;

- модуль упругости стали, ;

- момент инерции сечения балки настила.

Для настила толщиной 6 мм:

;

требования жесткости в сечении выполняются.

Для настила толщиной 9 мм:

;

требования жесткости в сечении выполняются.

Для настила толщиной 12 мм:

;

требования жесткости в сечении выполняются.

3.2.7 Оптимизация покрытия

tн, см	mн	Nб.н.	mб.н.	Уm
0,6	1688,85	19	1915,2	3704,9
0,9	2861,33	14	1764	4626,33
1,2	3815,1	11	1628,6	5443,7

Исходя из оптимизации, выбираем наиболее выгодный вариант, т.е. минимальную массу покрытия, которая получается при t_н = 6мм.



4. Конструирование и расчет главной балки

4.1 Сбор нагрузок и статический расчет

Балки настила опираются на главные балки равномерно с шагом 0,474 м, пролет главной балки составляет 9,0 м, таким образом, сосредоточенные силы от балок настила можно представить как равномерно распределенную нагрузку.

Главная балка воспринимает следующие нагрузки:

полезная р^н=30 кПа;

собственный вес настила g_н^н=78,5·0,006=0,471кН/м²;

собственный вес балки настила;

собственный вес главной балки.

Для определения интенсивности распределенной нагрузки, действующей на главную балку, необходимо все нагрузки привести к погонному [кН/м]. Ширина грузовой площадки главной балки равна шагу колонн в поперечном направлении, l=9 м.

Нормативное значение нагрузки, действующей на главную балку:

Расчетное значение нагрузки, действующей на главную балку:



Рисунок 4. Расчетная схема главной балки

Максимальный изгибающий момент равен:

, (13)

Максимальная поперечная сила равна:

, (14)

,

.

4.2 Компоновка составного сечения

Внутренние усилия, возникающие в главной балке, значительны, в результате чего использование прокатных профилей исключено. Поэтому главная балка проектируется составной. Как правило, составные балки проектируются сварными, а сечение составных балок напоминает сечение прокатных двутавров: один вертикальный лист стали образует стенку двутавра, два горизонтальных листа образуют его полки.

4.2.1 Определение размеров стенки

Главная балка проектируется переменного по длине сечения и рассчитывается без учета развития пластических деформаций.

Определяющим фактором в компоновке сечения главной балки является подбор размеров стенки балки - высоты и толщины.

Высота главной балки, основную часть которой составляет высота стенки, определяется по экономическим соображениям, жесткости балки и допустимой строительной высоте конструкции перекрытия.

Толщина стенки балки также определяется несколькими факторами и соответственно имеет несколько значений - минимальное, принимаемое из условия работы главной балки на касательные напряжения, и рациональное, принимаемое из экономических соображений.

Минимальная высота стенки главной балки определяется из условия жесткости балки с использованием формулы, связующей момент сопротивления сечения и момент инерции:

, (15)

где у - расстояние от нейтральной оси сечения до крайнего волокна.

Минимальный момент сопротивления сечения ГБ определяется из условия прочности изгибаемых элементов:

,



где R_y=2400 кгс/см² - расчетное сопротивление материала балки по пределу текучести;

_с=1- коэффициент условий работы конструкции для сплошных составных балок, несущих статическую нагрузку.

Высота балки принимается предварительно в пределах .

Назначаем =1/10·9=0,9м.

Толщину стенки предварительно можно определить по эмпирической формуле:

=7+3·/1000=7+3·=9,7 мм.

Определяем минимальную высоту сечения при предельном относительном прогибе (f/l)=1/250 по формуле:

Оптимальная высота полки главной балки:

,

где k - коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки, равный для сварных балок 1,15.

Высоту стенки главной балки принимаем 75 см.

Толщина стенки главной балки определяется из условия ее прочности при работе на срез:



, (16)

где R_s - расчетное сопротивление стали сдвигу, определяемое по табл.1* [1],

см,

принимаем значение толщины стенки главной балки t_w=1см.

4.2.2 Определение размеров полок

Ширина полки главной балки определяется из требуемого значения площади сечения полки. Формулу для определения площади сечения одной полки можно получить из известной формулы Штейнера, которая позволяет определять момент инерции сложных сечений относительно осей, не совпадающих с нейтральной осью всего сечения:

, (17)

где J_f^тр - требуемый момент инерции сечения двух полок относительно нейтральной оси балки; A_f - площадь сечения одной полки; h_ef/2 - расстояние от нейтральной оси балки до собственной оси полки.

Ввиду малости значения моментом инерции сечения полки относительно собственной оси можно пренебречь.

Расчет проводим по формуле:



. (18)

Требуемый момент инерции сечения одной полки относительно нейтральной оси балки определится как разность между требуемым моментом инерции всего сечения балки и фактическим моментом инерции стенки балки:

J_f^тр = J_x^тр - J_w , (19)

где J_w - момент инерции сечения стенки балки;

J_x^тр- требуемый момент инерции всего сечения.

Требуемый момент инерции сечения главной балки с известным значением высоты балки (высота стенки + две толщины полок) определим по формуле:

Момент инерции стенки балки определяется как момент инерции прямоугольного сечения:

.

J_f^тр = J_x^тр - J_w=283143,9-35156,25=247987,65(см⁴).

(см²).

Толщина листа принята t_f=2 см, см, т.е. согласно ГОСТ 82-70 b_f=42 см.

Рисунок 5. Составное сечение главной балки

Для неокаймленного свеса при расчете в пределах упругих деформаций отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должно удовлетворять условию:

. (20)

Расчетная ширина свеса поясных листов принимается равной расстоянию от грани стенки до края листа:

,

,

10,25<14,61- принятые размеры полок главной балки удовлетворяют условиям местной устойчивости.

Сечение главной балки имеет следующие геометрические характеристики:

A_w=75см²,

A_f= 84см²,

A=75+2*84=243см²,

,

,

4.3 Изменение сечения балки по длине

Изменение сечения главной балки по длине производят из экономических соображений, связанных с тем, что значения моментов, по которым производят расчет сечения, действуют лишь в середине пролета. Изменить сечение балки можно, уменьшив высоту или толщину стенки, ширину или толщину полки. В сварных балках наиболее распространено уменьшение полки.

Наиболее выгодное, по расходу стали, место изменения сечения поясов однопролетной сварной балки находится на расстоянии 1/6 пролета балки от опоры.

4.3.1 Определение внутренних усилий

Усилия в сечении, расположенном на расстоянии 1/6 пролета балки от опоры, определяются по эпюрам:



Рисунок 6. Расчетная схема главной балки с указанием расчетного сечения

.

4.3.2 Ширина уменьшаемого пояса балки

Площадь уменьшенного сечения пояса принимается из условия прочности на растяжение сварного шва, стыкующего различные сечения пояса. В таком случае стык растянутого пояса главной балки выполняют прямым, с ручной сваркой без физического контроля качества.

где М=М_х - изгибающий момент в месте изменения сечения главной балки;

W_изм^тр - требуемый момент сопротивления измененного сечения;

R_wy- расчетное сопротивление сварного стыкового шва по пределу текучести.

R_wy=R_y=2400 (кгс/см²)

;

;

Принимаем измененную ширину полки главной балки равной 25 см.

Рисунок 7. Измененное составное сечение главной балки

Геометрические характеристики измененного сечения главной балки:

А_w=1^.75=75см²;

А_f=25^.2=50см²;

A=75+2•50=175(см²);

;

;

.

4.4 Проверка прочности и общей устойчивости главной балки

4.4.1 Проверка прочности

Проверку прочности по нормальным напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формуле:

, (22)

где М - максимальное по длине балки значение изгибающего момента;

- момент сопротивления сечения балки, в котором возникает максимальный изгибающий момент;

;

Прочность главной балки по нормальным напряжениям обеспечена.

В составных сечениях, устанавливаемых расчетом, недонапряжение не должно превышать 5%:



, (23)

.

Недонапряжение в главной балке удовлетворяет требованиям норм.

Проверка прочности по касательным напряжениям элементов, изгибаемых в одной из главных плоскостей, выполняем для измененного полусечения, по формуле:

, (24)

где Q - максимальное по длине балки значение поперечной силы;

J - момент инерции сечения балки, в котором возникает поперечная сила, для измененного сечения;

S^отс - статический момент измененного полусечения балки, относительно оси, проходящей через нейтральную линию;

t - толщина стенки балки.

,

Прочность главной балки по касательным напряжениям обеспечена.

4.4.2 Проверка совместного действия нормальных и касательных напряжений

По всей длине главной балки (за исключением сечений, в которых M или Q равны нулю), изгибающий момент и поперечная сила действуют совместно. Поэтому, помимо раздельных проверок на нормальные и касательные напряжения, необходима проверка совместного действия этих напряжений. На совместное действие нормальных и касательных напряжений проверяем измененное сечение главной балки, т.к. если проверка выполняется для более слабого сечения, то она выполняется и для более мощного.

При проверке определяются приведенные напряжения:

1) ; (25)

2) ; (26)

где и - нормальные напряжения в серединной плоскости стенки, соответственно параллельные и перпендикулярные оси балки;

- касательное напряжение, воспринимаемое стенкой.

Второе условие в данном случае практически ничем не отличается от проверки прочности главной балки на касательные напряжения, следовательно, это условие уже обеспечено.

;

;

;

.

Прочность сечения главной балки на совместное действие нормальных и касательных напряжений обеспечена.

4.4.3 Проверка общей устойчивости

Согласно СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", наибольшее значение , при котором не требуется расчет на устойчивость сварных балок (если нагрузка приложена к верхнему поясу), определяется по формуле:

, (27)

где b и t - соответственно ширина и толщина сжатого пояса;

h - расстояние между осями поясных листов.

За расчетную длину балки следует принимать расстояние между точками закрепления сжатого пояса от поперечных смещений. В данном случае за расчетную длину принимаем шаг балок настила, равный 50 см.

;

.

Проверка общей устойчивости главной балки не требуется.

4.5 Проверка и обеспечение местной устойчивости стенки

4.5.1 Проверка местной устойчивости стенки

Проверка и обеспечение местной устойчивости главной балки выполняются в зависимости от значения условной гибкости стенки, которая определяется по формуле:



, (28)

<3,2;

Значение условной гибкости стенки не превышает 3,2, но превышает 2,2 поэтому стенку следует укреплять поперечными ребрами жесткости.

Расстояние между основными поперечными ребрами жесткости не должно превышать , при <3,2:

.

Расстояние между ребрами жесткости принимаем 1,5 м.

Местную устойчивость стенки проверим в первом, втором и третьем отсеках.

Для 1-го отсека: изгибающий момент и поперечная сила в середине расчетного участка, т.е. при х=0,75м, равны:

;

Расчет устойчивости стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при наличии местного напряжения и условной гибкости стенки , следует выполнять по формуле:



, (29)

где и - фактические значения соответственно нормального и касательного напряжений.

, (30)

где - момент в сечении, на расстоянии 0,75 м от опоры;

- момент инерции сечения;

- расстояние от центра тяжести сечения до наиболее удаленной точки стенки.

;

,

и - критические значения напряжений.

, (31)

где µ - отношение большей стороны пластинки к меньшей;

- условная приведенная гибкость стенки:



,

- меньшая из сторон пластинки;

- расчетное сопротивление стали сдвигу ;

;

Определим у_loc по формуле 47 СП 16.13330-2011:

кгс/м².

Поскольку отношение , проверку по формуле 29 следует выполнять 2 раза.

а) Значение определяются по формуле:

, (32)

где - коэффициент, для сварных балок зависящий от коэффициента д и определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 12:

, (33)



где - коэффициент, определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 13.

;

- расчетное сопротивление материала балки, равное 2400 кг/см²;

;

Вместо размера а принимаем размер а₁=0,67h_ef=50,25 см, т.к..

(34)

где с₁ и с₂ - коэффициенты, определяемые согласно СП 16.13330-2011 по таблицам 14 и 15 соответственно.

с₁=26,14;

с₂=1,64, тогда

,

б) Значение определяются по формуле:

где - коэффициент определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 16, c_cr=84,7;

;

Значение у_{loc, cr} определяют по формуле

где с₁ и с₂ - коэффициенты, определяемые согласно СП 16.13330-2011 по таблицам 14 и 15 соответственно.

с₁=11,28;

с₂=1,87, тогда

,

Местная устойчивость стенки главной балки обеспечена.

Для 2-го отсека: изгибающий момент и поперечная сила в середине расчетного участка, т.е. при х=2,25 м, равны:

;

Расчет устойчивости стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при наличии местного напряжения и условной гибкости стенки , следует выполнять по формуле:



,

где и - фактические значения соответственно нормального и касательного напряжений.

,

где - момент в сечении, на расстоянии 0,75 м от опоры;

- момент инерции сечения;

- расстояние от центра тяжести сечения до наиболее удаленной точки стенки.

;

,

и - критические значения напряжений.

,

где µ - отношение большей стороны пластинки к меньшей;

- условная приведенная гибкость стенки:



,

- меньшая из сторон пластинки;

- расчетное сопротивление стали сдвигу ;

;

Определим у_loc по формуле 47 СП 16.13330-2011:

кгс/м².

Поскольку отношение , проверку по формуле 29 следует выполнять 2 раза.

а) Значение определяются по формуле:

где - коэффициент, для сварных балок зависящий от коэффициента д и определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 12:

,



где - коэффициент, определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 13.

;

- расчетное сопротивление материала балки, равное 2400 кг/см²;

;

Вместо размера а принимаем размер а₁=0,67h_ef=50,25 см, т.к..

где с₁ и с₂ - коэффициенты, определяемые согласно СП 16.13330-2011 по таблицам 14 и 15 соответственно.

с₁=26,14;

с₂=1,64, тогда

,

б) Значение определяются по формуле:

где - коэффициент определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 16, c_cr=84,7;

;

Значение у_{loc, cr} определяют по формуле

где с₁ и с₂ - коэффициенты, определяемые согласно СП 16.13330-2011 по таблицам 14 и 15 соответственно.

с₁=11,28;

с₂=1,87, тогда

,

Местная устойчивость стенки главной балки обеспечена.

Для 3-го отсека: изгибающий момент и поперечная сила в середине расчетного участка, т.е. при х=3,75м, равны:

;

Расчет устойчивости стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными ребрами жесткости, при наличии местного напряжения и условной гибкости стенки , следует выполнять по формуле:



где и - фактические значения соответственно нормального и касательного напряжения.

где - момент в сечении, на расстоянии 3,75 м от опоры;

- момент инерции сечения;

- расстояние от центра тяжести сечения до наиболее удаленной точки стенки;

;

и - критические значения напряжении.

где µ - отношение большей стороны пластинки к меньшей;

- условная приведенная гибкость стенки:

,

- меньшая из сторон пластинки;

- расчетное сопротивление стали сдвигу ;

;

Определим у_loc по формуле 47 СП 16.13330-2011:

кгс/м².

Поскольку отношение , проверку по формуле 29 следует выполнять 2 раза.

а) Значение определяются по формуле:

где - коэффициент, для сварных балок зависящий от коэффициента д и определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 12:

где - коэффициент, определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 13.

;

- расчетное сопротивление материала балки, равное 2400 кг/см²;

;

Вместо размера а принимаем размер а₁=0,67h_ef=50,25 см, т.к..

где с₁ и с₂ - коэффициенты, определяемые согласно СП 16.13330-2011 по таблицам 14 и 15 соответственно.

с₁=26,14;

с₂=1,64, тогда

,

б) Значение определяются по формуле:

где - коэффициент определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 16, c_cr=84,7;

;

Значение у_{loc, cr} определяют по формуле



где с₁ и с₂ - коэффициенты, определяемые согласно СП 16.13330-2011 по таблицам 14 и 15 соответственно.

с₁=11,28;

с₂=1,87, тогда

,

Местная устойчивость стенки главной балки обеспечена.

4.5.2 Размеры ребер жесткости

Укрепляем стенку парными симметричными ребрами. Ширина выступающей части ребра:

,

принимаем 80 мм.

Толщина ребра, должна быть не менее выражения:

.

4.5.3 Расчет опорного ребра

При высоте выступающей части опорного ребра , напряжения в нижних торцах при действии опорной реакции не должны превышать расчетного сопротивления стали смятию . Из условия смятия определяется необходимая площадь поперечного сечения опорного ребра. Принимаем а=1,5см. Требуемая площадь поперечного сечения опорного ребра:



, (35)

где - нормативное сопротивление листовой стали, по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица В.5, ;

- коэффициент надежности по материалу, по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 3, =1,025;

;

.

Ширину опорного ребра конструктивно принимаем так, чтобы она была больше чем две ширины ребер жесткости b=2*80=160 мм.

Окончательно принимаем = 250 мм. Согласно СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", п.8.5.10 участок стенки балки составного сечения над опорой при укреплении его ребрами жесткости следует рассчитывать на продольный изгиб из плоскости как центрально сжатую стойку, нагруженную опорной реакцией. В расчетное сечение этой стойки следует включать сечение опорного ребра жесткости и полосы стенки шириной с каждой стороны ребра. Расчетную длину стойки следует принимать равной высоте стенки. Расчет на устойчивость следует выполнять по формуле:

, (36)

где ц - коэффициент продольного изгиба, определяемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", формула 8, в зависимости от гибкости:

, (37)

где - расчетная длина стойки;

- радиус инерции сечения.

Геометрические характеристики сечения, рассчитываемого на продольный изгиб, определяются для полосы стенки шириною:

,

Рисунок 8. Опорное ребро и участок стенки

Определим геометрические характеристики сечения:

.

Определяем f.



(38)

Значение коэффициента d определяется по формуле

, (39)

где =0,58 - условная гибкость стержня;

a и b- коэффициенты, определяемые по таблице 7 СП 16.13330-2011 в зависимости от типа сечения,

a=0,04;

b=0,09.

Тогда

,

Рассчитываем крепление ребра к стенке двусторонними швами с помощью полуавтоматической сварки проволокой Св-08.

Определяем катет шва по формуле:

(40)

где _f,_z - коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые для ручной сварки соответственно 0,7 и 1,0 [1];

R_wf - расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами. Для стали С245, подбираем электрод Э42, по СП, таблица Г.1. По таблице Г.2, СП, для электрода Э42 выбираем проволоку Св-08, для которой R_wf=2320 кгс/см²;

_с - коэффициент условий работы конструкций, _с=1,1;

;

В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов следует принимать по расчету, но необходимо учесть минимальные значения катетов швов по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 38. Конструктивная высота катета сварного соединения должна быть не менее 0,4 см (угловое соединение, ручная сварка, предел текучести стали до 285 МПа, толщина наиболее толстого из свариваемых элементов 20 мм). Принимаем k_f=0,6см.

Проверяем длину расчетной части шва:

.

Устойчивость участка стенки главной балки над опорой обеспечена.

4.6 Расчет поясных швов

Соединение поясных листов главной балки со стенкой осуществляется поясными швами. При изгибе балки это соединение предотвращает сдвиг поясов относительно стенки балки, который имел бы место при раздельной самостоятельной работе элементов балки на изгиб.

Расчет соединений ведется на силу сдвига пояса относительно стенки. В сварных балках сдвигающая сила T, приходящаяся на 1 см длины балки, определяется через касательные напряжения:



, (41)

где S_f - статический момент пояса относительно нейтральной оси сечения балки.

Сварные швы, соединяющие стенки и пояса составных сечений балок, следует рассчитывать согласно СНиП II-23-81* "Стальные конструкции", таблица 37*. В случае неподвижной нагрузки двусторонние угловые швы рассчитываются по формулам:

; (42)

где T- сила, сдвигающая пояс балки относительно стенки.

Высота катета шва:

из условия прочности металла шва:

; (43)

- момент инерции для сечения, на приопорном участке;

;

из условия прочности металла границы сплавления:

, (44)



где R_wz - расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами;

;

Высота катета шва из конструктивных требований определяется по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 38. Минимальная высота катета шва при толщине наиболее толстого из свариваемых элементов t=20 мм для таврового соединения с двусторонними угловыми швами при ручной сварке для стали с пределом текучести до 285 МПа равна k_f=4 мм.

Окончательно высота катета шва, соединяющего пояс и стенку главной балки, назначается k_f=4 мм.

4.7 Конструирование и расчет монтажного стыка

Монтажный стык главной балки устраиваем в одном из средних отсеков (4,5 м).

Изгибающий момент, воспринимаемый стенкой главной балки:

, (45)

где - изгибающий момент, воспринимаемый всем сечением ГБ (принимается максимальное значение усилия, поскольку стык выполняется в середине пролета балки);

- фактический момент инерции стенки;

- фактический момент инерции всего сечения.

.

Усилие, воспринимаемое поясом главной балки:



(46)

.

Монтажный стык главной балки рассчитывается в двух вариантах: сварной стык и стык на высокопрочных болтах.

4.7.1 Сварной стык пояса

Поскольку при монтаже автоматическая сварка и повышенные способы контроля затруднены, пояса свариваются косым швом, угол наклона оси шва к оси пояса =45⁰.

Рисунок 9. Сварной стык пояса



Условие прочности:

(47)

где R_wy - расчетное сопротивление по пределу текучести стыкового сварного шва.

R_ws - расчетное сопротивление сварного соединения сдвигу.

Прочность сварного стыка монтажа пояса главной балки обеспечена.

4.7.2 Болтовой стык пояса

Чтобы избежать сварки на монтаже балок, их стыки выполняют на высокопрочных болтах. В таких стыках стенка балки и пояса перекрываются накладками. Рассмотрим стык балки для серединной ее части.

Стык поясов перекрыт тремя накладками - одной сверху и двумя снизу, в качестве болтов используются высокопрочные болты d=20 мм, из стали 40Х «СЕЛЕКТ», по ГОСТ 4543-71*, перед постановкой накладок поверхности соединяемых элементов обрабатываются дробеструйным аппаратом (без консервации).

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле:

, (48)

где - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта, определяемое по формуле:

- наименьшее временное сопротивление болта разрыву.

; ;

- площадь сечения болта нетто, определяется по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица Г.9,

;

- коэффициент трения, принимаемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 42, ;

- коэффициент надежности, принимаемый по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 42, в зависимости от разности номинальных диаметров отверстий и болтов (1мм), =1,12;

.

Количество высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле:



, (49)

где - продольная сила;

k - количество поверхностей трения соединяемых элементов, k=2;

Рисунок 10. Болтовой стык пояса

.

Принимаем 10 болтов d=20мм, устанавливаемых в отверстия d=22мм. Указанное количество болтов устанавливается на каждую сторону относительно центра стыка.

Зная диаметры отверстий под болты, можно определить фактическую площадь отверстий и сравнить ее с допустимой:

, (50)

где n₁- количество болтов в одном сечении балки.

Необходимо произвести проверку прочности сечения нетто, с учетом того, что половина усилия уже передана силами трения:



, (51)

где - площадь нетто ослабленного сечения, определяется следующим образом:

;

.

Условие выполняется, прочность сечения главной балки, ослабленного отверстиями под болты, будет обеспечена.

Располагаем болты согласно СП 16.13330-2011.

Рисунок 11. Схема болтового стыка пояса.

4.7.3 Болтовой стык стенки

Для расчета принимаем следующее соединение: стык стенки перекрывается двумя накладками с двух сторон сечением 70х1см, в качестве болтов используются высокопрочные болты d=24 мм, из стали 40Х «Селект», по ГОСТ4543-71*, устанавливаемые с шагом 100 мм.

Изгибающий момент, приходящийся на стенку, уравновешивается суммой внутренних пар усилий, действующих на болты, расположенные на стыковой полунакладке симметрично относительно нейтральной оси балки:

,

где m- число вертикальных рядов болтов в одной полунакладке;

a_i - плечо пар усилий в равноудаленных от нейтральной оси болтах.

Все усилия N_i можно выразить через N₁ из подобия треугольников:

Поскольку N₁=N_max и a₁=a_max, расчет монтажного стыка стенки главной балки можно свести к следующей формуле:

,

.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле:

,



где =7546 кгс/см²- расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

- площадь сечения болта нетто, ;

- коэффициент трения, ;

- коэффициент надежности, =1,12;

.

В случае соединения одним болтом трех листов каждый болт имеет две поверхности трения, поэтому усилие, которое может быть воспринято одним

болтом равно , т.е.

,

,

Несущая способность одного болта больше того усилия, которое необходимо воспринять болтом крайнего ряда (максимальное усилие, возникающее в монтажном стыке стенки).

Рисунок 12. Схема болтового соединения стенки



4.8 Уточнение собственного веса главной балки

Для того чтобы впоследствии правильно собрать нагрузки на колонну при ее статическом расчете, необходимо уточнить нагрузку от собственного веса главной балки, принятую ориентировочно при статическом расчете главной балки.

Главная балка состоит из стенки, двух полок различной ширины в пролете и в крайних участках, двух поперечных ребер жесткости (в местах сопряжения с второстепенной балкой), и двух опорных ребер:

,

,

,

,

.



5. Конструирование и расчет колонны

5.1 Сбор нагрузок и статический расчет

Для расчета принимается центральная колонна, как максимально нагруженная. Нагрузка, действующая на колонну, складывается из нагрузки, передаваемой главной балкой, и собственного веса колонны.

Нагрузка, передаваемая на колонну главной балкой, с учетом уточненного собственного веса главной балки, определяется следующим образом:

Продольная сила, возникающая в сечениях максимально нагруженной колонны, равна:

(52)

Фактическая длина колонны:

см;

;

кгс

При опирании главной балки на колонну сверху колонна рассматривается как шарнирно-закрепленная вверху. Кроме того, база колонны слабо развита и не имеет мощной траверсы, т.е. колонна имеет шарнирное крепление в фундаменте.

Расчетную длину колонны постоянного сечения следует определять по формуле:

, (53)

где- коэффициент расчетной длины, определяется по СНиП II-23-81* "Стальные конструкции", таблица 30,а, =1;

- фактическая длина стержня колонны,

см;

см.

5.2 Расчет колонны сплошного сечения

Колонна проектируется сплошного сечения из двутавров. Чтобы колонна была равноустойчивой, гибкость ее в плоскости Х должна быть равна гибкости в плоскости У.

Подбор сечения сплошной колонны начинается с расчета на устойчивость относительно оси Х, т.е. с определения требуемой площади сечения в соответствии с формулой (7) [1]. Первоначально задается гибкость , для которой, согласно СП 16.13330-2011 «Стальные конструкции» по п. 7.1.3 определим коэффициент устойчивости при центральном сжатии.

, (54)



, (55)

где и - коэффициенты, определяемые по табл. 7 в зависимости от типа сечения;

- условная гибкость стержня.

;

;

.

Определим требуемую площадь сечения колонны из условия устойчивости относительно материальной оси:

см².

Определим габариты сечения.

см;

см = 19 см;

см = 33 см;

Принимаем h=b=28 см.



см²;

см, принимаем 1,4 см.

см²;

см⁴ ;

см⁴ ;

см;

см.

Определим условную гибкость стержня и коэффициент ц по табл. Д.1.

.

Проверка устойчивости:

Условие выполняется.



Рисунок 13. Составное сечение колонны

Проверка местной устойчивости элементов колоны выполняется по п. 7.3 СП 16.13330-2011 «Стальные конструкции».

(56)

По таблице 9 [1]:

Условие выполнено

Местная устойчивость полок по п. 7.3.7. СП 16.13330 «Стальные конструкции»



Условие выполнено

5.3 Расчет колонны сквозного сечения

Колонна проектируется сквозного сечения их двух ветвей, выполненных из швеллеров, соединенных планками.

В случае сквозной колонны ось х проходит через стенки швеллеров и называется материальной, а ось у проходит через соединительные планки и называется свободной (нематериальной).

Рисунок 14. Составное сквозное сечение колонны

Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета на устойчивость относительно материальной оси х.

Первоначально задается гибкость , для которой, согласно СП 16.13330-2011 «Стальные конструкции» по п. 7.1.3 определим коэффициент устойчивости при центральном сжатии.

;

;

.

Определим требуемую площадь сечения колонны из условия устойчивости относительно материальной оси:

см².

Определим радиус инерции относительно оси х:

;

Данному значению площади и радиусу инерции соответствует сечение из двух швеллеров №33У по сортаменту с площадью , и радиусом инерции ; ; .

Выполним проверку устойчивости относительно материальной оси, по формуле:

,

где - определяется в зависимости от , по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции".



,

;

.

,

Проверка выполняется, и устойчивость стержня колонны относительно материальной оси обеспечена.

Геометрические характеристики швеллера №33У:

A=46,5 см²;

i_х=13,1см;

i_y=2,97см;

J_x=7980 см⁴;

J_y=410 см⁴;

W_x=484 см³;

b=10,5 см;

h=33 см;

s=0,7 см;

t=1,17 см.

Расчет на устойчивость относительно свободной оси у.

Определяем расстояние между ветвями колонны из условия равноустойчивости колонны л_ef= л_x.



где л₁ - гибкость отдельной ветви на участке между планками относительно собственной оси, которая вычисляется по формуле:

где l₁ - расстояние между осями планки;

Можем принять, что i₁ = i_y0, и определить расстояние между планками l_1.

Принимаем l₁=100 см, тогда

Момент инерции сечения относительно оси У можно определить по теореме Штейнера:

Из данного уравнения выражаем и вычисляем значение расстояния между собственными осями элементов:



Принимаем b=400 мм.

Определим геометрические характеристики полученного сечения из двух швеллеров №33У.

Радиус сечения стержня относительно свободной оси:

Для того, чтобы определить величины, связанные с сечением соединительных планок, необходимо задаться поперечными размерами планок. Высота планки назначается равной 0,5ч0,75 ширины колонны, принимаем h_s =25 см. Толщина планки назначается равной 0,04ч0,06 ее высоты, принимаем t_s =1 см.

Момент инерции планки относительно собственной оси:

Приведенная гибкость стержня колонны определяется по табл.8 [1] в зависимости от отношения погонных жесткостей планки и ветви:



В этом случае приведенная гибкость стержня колонны определяется по формуле:

Следовательно, ц_х=0,859.

Проверяем действующее напряжение:

Устойчивость колонны обеспечена.

5.4 Расчет и конструирование соединительных планок

Согласно СП I16.13330-2011 "Стальные конструкции", п.7.2.7, расчет соединительных элементов сжатых составных стержней должен выполняться на условную поперечную силу , принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле:

, (57)

где N - продольное усилие в составном стержне, N=161184,9 кг;

- коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов, =0,859;

кг.

Расчет соединительных планок и их прикрепления должен выполняться как расчет безраскосных элементов на силу F, срезывающую планку, и на момент , изгибающий планку в ее плоскости, по формулам:

, (58)

где b - расстояние между осями ветвей,

кг;

кг·см.

Соединительные планки крепятся к ветвям колонны угловыми сварными швами с высотой катета шва с заводкой швов за край планки.

Момент сопротивления шва соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления определяется аналогично:

Фактические напряжения в сварном шве соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления определяется следующим образом:



кг/см²;

кг/см²;

кг/см².

кг/см²;

кг/см²;

кг/см².

Фактические суммарные напряжения в сварных швах не должны превышать расчетных сопротивлений шва по металлу шва и по металлу границы сплавления соответственно:

Прочность швов, крепящих планку к ветвям колонны, обеспечена.

5.5 Расчет и конструирование базы колонны

Ширина опорной плиты базы колонны назначается конструктивно:

В=h+2a=33+2·8=49 см,

где h - высота ветви колонны;

а - свес плиты, ориентировочно принимаемый равным 5-10 см.

Нагрузка, действующая на плиту базы, равна усилию в колонне. Материал фундамента - бетон класса В15, .

Из условия прочности менее прочного материала - бетона, найдем необходимую площадь плиты:

, (59)

,

тогда необходимая длина плиты базы:

.

Принимаем L=40+8+8=56 см.

Исходя из удобства размещения анкерных болтов, назначим плиту сечением 49х56 см.

Рисунок 15. База колонны



Расчетной нагрузкой на плиту является давление, равное напряжению в фундаменте:

, (60)

.

Определим изгибающий момент на различных участках в плите, условно принимая в расчет полоску шириной 1 см.

Участок 1. Работает как консольная балка с пролетом b=8см,

, (61)

.

Участок 2. Работает как пластина, опертая на три стороны, однако, при , расчет ведется как для консольного участка:.

Участок 3. Работает, как пластина, опертая на четыре канта.

, (62)

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения , определяется по табл. 8.6 [3].

.

Требуемую толщину плиты определим по максимальному моменту:



,

где Ry - расчетное сопротивление материала, определяется по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица В.5;

;

см³;

.

Высота траверсы определяется из условия размещения сварных швов, крепящих ее к стержню колонны. Необходимая длина швов при высоте катета , толщину траверсы назначаем, как и толщину планок, равной 8 мм:

по металлу шва

,

где _f,- коэффициент глубины проплавления шва, принимаемый для ручной сварки 0,7, таблица 39 [1];

R_wf - расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами. Для стали С245, подбираем электрод Э42, по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица Г.1. По таблице Г.2, для электрода Э42 выбираем проволоку Св-08, для которой R_wf=1804 кг/см²;

;

по границе сплавления

,

где _z - коэффициент глубины проплавления шва, принимаемый для ручной сварки 1,0 по СНиП II-23-81* "Стальные конструкции", таблица 39;

R_wz - расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами, принимаемое согласно СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 4

R_wz=0,45R_un,

где R_un=3700 кгс/смІ, по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица В.5;

R_wz=0,45*3700 кгс/см²=1665 кгс/см²;

.

По наибольшему значению назначаем высоту траверсы. Консоль в нашей траверсе не велика и проверка прочности на изгиб не требуется.

5.6 Конструирование и расчет оголовка

Конструкция оголовка колонны должна обеспечить принятое ранее шарнирное крепление балки на опорах. Самым простым способом реализации шарнирного опирания является постановка балки на колонну сверху, что обеспечит простоту монтажа.

Расчетным элементом при таком опирании является ребро, поддерживающее плиту оголовка, толщину которой назначают конструктивно. Принимаем толщину плиты 25 мм.

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

, (63)

где - длина ребра,

,

где - ширина колонны;

- толщина опорной плиты,

;

N - опорное давление главной балки;

- расчетное сопротивление смятию, определяется по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 2

,

где - нормативное сопротивление листовой стали, по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица В.5, ;

- коэффициент надежности по материалу, по СП 16.13330-2011 "Стальные конструкции", таблица 3, =1,025;

.

Швы, крепящие ребро к плите, должны быть рассчитаны на действие той же силы N. Определим необходимую высоту швов из условия прочности:

по металлу шва:

;

по границе сплавления:

;

В обеих формулах длина сварного шва принята см.

Требуемая высота катета шва .

Рисунок 16. Оголовок колонны

Катет шва является весьма нерациональным с точки зрения технологии устройства.

Более рациональным решением является строжка поверхности плиты и верхней грани ребра для их плотного сопряжения в соединение. При этом усилие от главной балки передается через фрезерованные таким образом поверхности на ребро и через фланговые сварные швы на ветви колонны. При этом сварные швы, крепящие ребро и плиту, должны быть приняты минимальными из конструктивных требований.

Высоту ребра назначим из условия прочности швов, крепящих ребро к ветвям колонны. Наибольшая высота шва принимается равной 1,2t, где t - наименьшая толщина соединяемых деталей, у нас t=0,7 см. Назначим высоту шва , тогда необходимая длина швов:

по металлу шва

;

по границе сплавления

.

Назначаем высоту ребра из условия размещения сварных швов h_p=37 см, при этом следует иметь в виду, что эти швы по отношению к линии действия усилия N являются фланговыми, а их длины назначаются не более см.



6. Расчет сопряжения балки настила с главной балкой

Расчет сопряжения балок заключается в определении числа болтов, работающих на срез и прикрепляющих балки друг к другу. Расчетной силой является опорная реакция балки настила, увеличенная на 20 % вследствие внецентренности передачи усилия на стенку главной балки:

N=1,2Ч3973,86=4768,63 кгс

Для расчета принимается следующее соединение. На торце балки настила обрезаются верхние и нижние пояса, и стенка второстепенной балки сопрягается болтами с ребром жесткости главной балки.

В качестве болтов используются высокопрочные болты d=16 мм из стали 40Х по ГОСТ Р 52643 [табл. Г8, 1], поверхности соединяемых элементов обрабатываются пескоструйным аппаратом.

Расчетное усилие N_b, которое может быть воспринято одним болтом на срез, следует определять по формуле:

N_b=R_bsЧг_bЧг_cЧA_bЧn_s ,

где R_bs - расчетное сопротивление болтового соединения срезу; R_bs=0,4Ч R_bun= 0,4Ч10780=4312 кг/см² для высокопрочных болтов 40Х R_bun=10780 кг/см² по табл.Г.8 [1];

А_b - площадь сечения стержня болта брутто, А_b=1,57см²;

n_s - число расчетных срезов одного болта; n_s=1;

г_b - коэффициент условий работы соединения; г_b=0,9 - для многоболтового соединения в расчетах на срез при высокопрочных болтах, по табл.41 [1].