2.7.2. Конструкция и расчет узла опирания балки на колонну крайнего ряда
При опирании на колонны крайних рядов, например на колонны, расположенные вдоль осей А и Г (рис. 1), стенка балки укрепляется двусторонним опорным ребром, приваренным к стенке балки над опорой в соответствии со схемой, представленной на рис. 2.10.
В
целом расчет рассматриваемого узла
аналогичен расчету узла опирания на
колонны средних рядов, однако при
назначении ряда параметров следует
учитывать конструктивные особенности,
которые могут привести к уточнению
толщины
опорных ребер.
Толщина
центрирующей прокладки, обеспечивающей
центральное шарнирное сопряжение балки
с оголовком колонны, принимается равной
величине
выступающей части торцевого ребра. В
рассматриваемом примере
.
Ширина центрирующей прокладки назначается
конструктивно в пределах 30÷40 мм, но не
менее принятой ранее толщины опорного
ребра
.
Величина
свеса балки за ось ее опирания задается
конструктивно и принимается равной
половине высоты сечения колонны, то
есть горизонтальному расстоянию от
продольной оси колонны до ее крайней
габаритной точки.
Рис. 2.10. Схема опорного узла балки при опирании
на колонны крайних рядов
Суммарная
ширина
опорных ребер, как и в случае с опиранием
на колонны средних рядов, может быть
равной ширине полок балки на опоре
.
Так как в рассматриваемом примере
,
то ширина выступающей части
может быть принята из условия
.
Назначаем
.
В этом случае
.
Ширина
сминаемой части каждого ребра оказывается
меньше ширины его выступающей части
на 15÷30 мм. На эту величину срезаются
углы ребер с внутренней стороны для
пропуска поясных швов. Таким образом,
ширина сминаемой части одного опорного
ребра в нашем случае определяется
выражением
.
Требуемая
толщина опорных ребер определяется
известным выражением, [9, формула (67)], в
котором вместо ширины торцевого опорного
ребра
следует принять суммарную ширину
сминаемых частей обоих опорных ребер
.
Таким образом требуемая толщина опорных
ребер равна
.
По
сортаменту [7] или [9, прил. 5] принимаем
парное опорное ребро толщиной
.
Опорный участок балки, как и в предыдущем случае, следует проверить на устойчивость как условный центрально сжатый силой стержень. Но в сечение стержня включаются участки стенки с обеих сторон опорного ребра. При этом учитывается величина свеса балки . Так площадь условного стержня может быть определена из следующих условий:
-
при
;
-
при
.
Участок
стенки справа от опорного ребра, как и
ранее,
.
Высота сечения колонны на данном этапе
расчета пока не известна, поэтому для
примера в запас примем первое условие,
а именно:
.
Таким образом, площадь условного стержня
.
Момент инерции сечения условного стержня относительно продольной оси стенки балки, как и в предыдущем случае, определяется выражением [9, формула (71)]
.
Радиус инерции сечения условного стержня относительно продольной оси стенки балки также определяется выражением [9, формула(72)]
.
Гибкость рассматриваемого условного стержня относительно продольной оси стенки балки в соответствии с выражением [9, формула(73)] равна
.
Коэффициент
продольного изгиба
,
соответствующий гибкости
,
равен
,
а устойчивость опорного участка балки
как условного стержня обеспечена, так
как условие [9, формула (74)] выполняется:
.
Опорные
ребра толщиной по
каждое привариваются к стенке балки
толщиной
четырьмя угловыми швами, которые
совместно воспринимают опорное усилие
.
Катет шва назначим минимально возможной
величины, которая в соответствии с [1,
табл. 38*] или [9, прил. 10] равна
.
Для соединения опорного ребра со стенкой (Рис. 2.10) применим полуавтоматическую сварку. В соответствии с [1, табл. 55*] или [9, прил. 9] для стали С255 выберем сварочную проволоку марки Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70*. Положение сварного шва – нижнее.
В соответствии с [1, табл. 34*] или [9, прил. 7] принимаем , .
Расчетное сопротивление условному срезу по металлу шва в соответствии с [1, табл. 56] или [9, прил. 7] принимает значение .
Расчетное сопротивление условному срезу по границе сплавления определяется выражением [9, формула (63)] и в соответствии с [1, табл, 51*] или [9, прил. 1] принимает значение .
Требуемая длина каждого из четырех угловых сварных швов по металлу шва по аналогии с выражением [9, формула (75)] определяется формулой
.
Требуемая длина каждого из четырех угловых сварных швов по металлу границы сплавления по аналогии с выражением [9, формула (76)] определяется формулой
.
Из двух найденных значений в качестве требуемой длины выбирается наибольшее, то есть
.
и
условие (2.6) выполняется, а именно:
.
Конструктивно швы крепления опорного ребра к стенке балки выполняются по всей ее высоте, то есть фактическая длина шва совпадает с высотой стенки , а передача опорного усилия обеспечивается участками четырех швов длиной по 43,4 см.
Нижние торцы опорных ребер должны быть пристроганы, то есть плотно пригнаны к нижней полке балки.