Мк - глава 7
З'єднання поясів складовою балки зі стінкою здійснюють в зварних балках поясними швами, в клепаних і болтових - поясними заклепками або болтами (див. Рис. 7.23).
При вигині балки це з'єднання запобігає зсуву поясів щодо стінки балки (див. Рис. 7.23, а). який був би при роздільній самостійної роботи елементів балки на вигин. Таке з'єднання поясів із стінкою перетворює все перетин в монолітно працює. У зварних балках, що працюють без урахування пластичних деформацій, при гарній забезпеченості місцевої стійкості стінки, коли значення лівої частини формул (7.46), (7.47), (7.50), (7.54) не перевищують 0,9. можливе застосування односторонніх поясних швів. У балках, які працюють з урахуванням пластичних деформацій, застосування односторонніх поясних швів не допускається.
Розрахунок з'єднань ведеться на силу зсуву пояса щодо стінки (див. Рис. 7.23, б). У зварних балках зсувається силу Т, що припадає на 1 см довжини балки, визначають через дотичні напруження
Зсувна сила прагне зрізати поясні шви, а тому опір цих швів зрізу має бути не менше сили Т:
Розрізняють два типи стиків балок: заводські й монтажні (Укрупнювальне).
Заводські стики представляють собою з'єднання окремих частин будь-якого елементу балки (стінки, пояси), що виконуються через недостатню довжини наявного прокату. Їх розташування обумовлено довжиною прокату або конструктивними міркуваннями (стик стінки не повинен збігатися з місцем примикання допоміжних балок, з ребрами жорсткості і т.п.). Щоб ослаблення перетину балки заводським стиком було не дуже велике, стики окремих елементів зазвичай розташовують в різних місцях по довжині балки, т. Е. Вразбежку.
Монтажні стики виконуються при монтажі, вони необхідні тоді, коли маса або розміри балки не дозволяють перевезти і змонтувати її цілком. Розташування їх повинно передбачати членування балки на окремі відправні елементи, по можливості однакові (в розрізної балки стик розташовують в середині прольоту або симетрично щодо середини балки), що задовольняють вимогам транспортування і монтажу найбільш поширеними засобами.
У монтажних стиках зручно все елементи балки з'єднувати в одному перерізі. Такий стик називається універсальним.
Стики прокатних балок (заводські і монтажні) виконують, як правило, звареними. Можливі конструктивні рішення їх показані на рис. 7.24
Найбільш просто і зручно безпосереднє з'єднання балок встик (див. Рис. 7.24, а). Щоб зменшити усадочні зварювальні напруги, необхідно варити стик швидше; щоб охолодження йшло більш рівномірно, слід починати варити з менш жорсткого елемента - стінки. Однак при ручному зварюванні такого стику із застосуванням звичайних способів контролю зварювання розтягнутий пояс балки в стику буде мати меншу міцність, ніж поза стику, так як розрахунковий опір зварного шва встик на розтягнення менше розрахункового опору основного металу
При необхідності влаштування стику в перерізі, де діє більший згинальний момент, роблять пряме з'єднання балок встик, а полки підсилюють накладками (див. Рис. 7.24, б). Згинальний момент в такому стику сприймається швами і накладками. Розрахунок моменту здійснюється за формулою:
Звідси визначаємо розрахункове зусилля в накладці:
потім площа поперечного перерізу накладки
Кутові шви, що прикріплюють накладку до балки, повинні бути розраховані на зусилля в накладці. Щоб зменшити зварювальні напруги, ці шви не доводять до осі стику на 25 мм з кожного боку.
При виготовленні конструкцій в польових майстерень, коли важко обробити торці балок під зварювання, можна здійснити стик тільки допомогою накладок (див. Рис. 7.24, в). Однак через велику концентрацію напружень в такому стику застосовувати його можна в конструкціях, що працюють тільки на статичне навантаження і при позитивних температурах.
Майже весь вигинає момент в цьому стику передається через поясні накладки, а поперечна сила - через парні накладки на стінці. З огляду на це, проводять розрахунок зусилля і площі поперечного перерізу в накладці за формулами:
Накладки на стінку конструктивно приймають шириною 100 - 150 мм, товщиною, приблизно рівною товщині стінки, і висотою, рівній висоті прямолінійного ділянки стінки (до заокруглень близько полиць).
Кутові шви, що прикріплюють накладки до стінки, слід перевіряти на дію поперечної сили
Стики складових зварних балок. Заводські стики поясів і стінки складових зварних балок здійснюють з'єднанням листів до збірки їх в балку (рис. 7.25, a). Основним типом зварних з'єднань листів є з'єднання встик. Стик розтягнутого пояса, якщо він розташований в зоні балки, де напруги в поясі перевищують розрахунковий опір зварного шва на розтягнення, влаштовують косим або зварюють автоматичним зварюванням, виводячи початок і кінець шва на технологічні планки. Таке ускладнення виробництва часто робить більш за доцільне перенесення прямого заводського стикового шва в те місце балки, де напруги в поясі не перевищують розрахункового опору зварного шва на розтягнення. Заводські стики стиснутого пояса і стінки балки завжди роблять прямими.
На монтажі стислий пояс і стінку завжди з'єднують прямим швом встик, а розтягнутий пояс - косим швом під кутом 60 °, так як при монтажі автоматичне зварювання і підвищені способи контролю утруднені. Такий стик буде равнопрочен основному перетину балки і може не розраховуватися. Деяким перенапруженням стінки поблизу розтягнутого пояса балки зазвичай нехтують, так як ця ділянка стінки розташований між двома пружно працюють зонами балки, працює в умовах обмеженої деформації і пластичне його руйнування неможливо. Застосовувалося раніше посилення цієї ділянки накладками, як показали дослідження, призводить лише до додаткових зварювальним напруженням і не збільшує несучої здатності балки.
Щоб зменшити зварювальні напруги, спочатку зварюють поперечні стикові шви стінки 1 (рис. 7.25, б) і поясів 2, мають найбільшу поперечну усадку. Залишені НЕ завареними на заводі ділянки поясних швів довжиною близько 500 мм дають можливість поясним листам кілька витягнутися при усадки швів 2. Останнім заварюють кутові шви 3, мають невелику поздовжню усадку.
Стики складових балок на високоміцних болтах. Останнім часом монтажні стики зварних балок, щоб уникнути зварювання при монтажі, іноді виконують на високоміцних болтах (рис. 7.26). У таких стиках кожен пояс балки бажано перекривати трьома накладками з двох сторін, а стінку - двома вертикальними накладками, площа перетину яких повинна бути не менше площі перетину перекривається ними елемента. Ослаблення перетину поясів балки враховується при статичних навантаженнях, якщо площа перерізу нетто становить менше 85% площі брутто АНТ