Для  студентов архитектурных специальностей

Металлические конструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Стыки бывают заводскими, выполняемыми на заводе с целью увеличения длины элементов, входящих в отдельный отправочный элемент, и монтажными, изготовляемыми на строительной площадке; они предназначены для сопряжения отдельных отправочных элементов в рабочую конструкцию ( 48). Количество монтажных стыков и их размещение проектируют по условию транспортировки. Монтажные стыки значительно дороже заводских, так как они требуют дополнительного материала на стыковые накладки и монтажные болты, поэтому их число должно быть минимальным.

Наиболее простым является стык, пояса и стенка

которого стыкуются в одном сечении. Однако такой стык

в зоне действия максималь

ного изгибающего момента

не обеспечивает равнопроч-

ности стыка и основного ма

териала. Вследствие этого

в наиболее напряженных

зонах устраивают шов

вразбежку, выполняя в пол

ках косой стыковой шов,

обеспечивающий высокую

надежность    соединения

стыкового шва на расстоянии 500 мм по обе его стороны приваривают полки к стенке.

Увеличение надежности стыка в прокатных и составных балках при действии значительных моментов и поперечных сил может быть достигнуто с помощью горизонтальных накладок, устанавливаемых по верхней и нижней полкам и вертикальных двусторонних накладок по стенке балки ( 48,г).

Балки опираются на колонны сверху или примыкают сбоку. В одноэтажных промышленных и гражданских зданиях преимущественное применение имеет первый случай

В первом варианте { 49, а) балка опирается на колонну шарнирно-вертикальным опорным ребром жесткости, выпущенным за габарит нижней полки на 10— 15 мм. Торцы опорных ребер жесткости для обеспечения требумой площадки смятия пристрогиваются к центрирующей пластине, привариваемой к опорной плите оголовка колонны. При опирании балок на двухветвевую колонну ( 49,6) опорные ребра жесткости удалены от торца балки и совпадают с плоскостью стенок ветвей колонны. В этом случае необходимы пригонка и приварка опорных ребер жесткости не только к стенке балки, но и к ее полкам.

В случае примыкания балок к колоннам сбоку различают шарнирное и жесткое решение узла сопряжения. При шарнирном опирании крепление не препятствует свободному повороту балки в опорном узле, что определяет работу балки как однопролетной разрезной системы ( 50).

В зависимости от назначения балка может примыкать либо к полке колонны ( 50, а, г, д), либо к стенке колонны ( 50, б, в). Передача опорной реакции балки на колонну осуществляется через болтовое фланцевое соединение ( 50, а, б) или с помощью опорных столиков в виде плоской пластины или неравнополочного уголка ( 50, в, г, д), приваренных к полкам или стенке колонны. С точки зрения удобства производства работ передача опорной реакции через опорный столик предпочтительна. Расчет сварных швов, прикрепляющих опорные столики к колонне, производят по формулам (53) и (54).

Жесткое крепление балок к колоннам предусматривают в случае проектирования рамного каркаса или тогда, когда балка перекрытия выполняет одновременно и функцию балки-распорки в вертикальных связях каркаса ( 51). При жестком креплении верхняя и нижняя полки балки при помощи горизонтальных планок ( 51, а) или косынок вертикальных связей ( 51,6) прикрепляют к колоннам жестко, что препятствует повороту балки в опорном узле.

Стыковые планки и косынки воспринимают горизонтальные составляющие силы S=M/h, возникающие от действия изгибающего момента в опорном узле. Опорная реакция при жестком креплении балки передается на колонну способом, аналогичным передаче опорной реакции при шарнирном креплении балки к колонне. Применение жесткого узла более трудоемко по сравнению с шарнирным, но на 30 % позволяет снизить расход металла на балки.

Узлы крепления балок к балкам также могут быть шарнирными и жесткими ( 52). Предпочтение следует отдавать шарнирным узлам как наиболее простым в производстве работ. При одностороннем примыкании вспомогательных балок к главным ( 52, а—в) от изгиба вспомогательных балок возникает кручение главной балки, что крайне нежелательно. Для предотвращения этого явления в стыке с противоположной вспомогательной балке стороны устраивают ребро жесткости, а под вспомогательную балку вводят косынку, привариваемые к стенке и полкам главной и вспомогательной балок ( 52, г, д).

Жесткое крепление балок к балкам делают, как правило, в случае двустороннего примыкания вспомогательных балок к главным ( 52, е). Конструктивно такое сопряжение выполняют подобно жесткому стыку балки с колонной.

Соединение поясов со стенкой в сварных балках осуществляют непрерывными угловыми швами. Швы препятствуют взаимному сдвигу пояса и стенки, вследствие чего в них возникают касательные напряжения, являющиеся функцией воздействия поперечной силы ( 53). Следовательно, наибольшие значения касательных напряжений будут возникать вблизи опоры.

Толщину сварного шва, прикрепляющего полку к стенке, определяют из условий работы по металлу шва и по металлу границы сплавления по формулам:

kff = QSm/2Jb Rwf ywj yc;    

kfz = QSm/2/b Rmz ywz yc,   

где Sm — статический момент полки относительно нейтральной оси балки; /(, — момент инерции полного сечения балки относительно нейтральной оси.

Расчет и конструирование прессованных и сварных

балок из алюминиевых сплавов производят аналогично

стальным балкам. Однако учитывая большую деформа-

тивиость балок из алюминиевых сплавов, их минималь

ная высота должна быть больше, чём у стальных балок