Підсилення металевих балок підведенням затяжок. Конструювання і основи розрахунку.

Рекомендуется также способы усиления балок с помощью дополнительных затяжек (схемы «ж» и «з»)

Особливості розрахунку кінцевих ділянок зварних швів для кріплення підсилювальних елементів при підсиленні способом збільшення перерізу.

Концевые участки шпоночных швов присоединения элементов усиления к основному стержню или узловым фасонкам должны обеспечивать передачу продольных усилий на элементы усиления и вовлечение их в совместную с основным стержнем работу. Их толщина может назначаться большей, чем толщина связующих швов. Минимальные длины концевых участков подсчитываются по формуле

см,                                         (31)

где ; A_r - площадь поперечного сечения элемента усиления.

При усилении изгибаемых элементов (N = 0) следует принимать .

4.17. Минимальный катет сплошных швов, крепящих элементы усиления, определяется выражением

.                                                   (32)

Концевые участки швов могут назначаться с увеличенным катетом, а их прочность (при расчетной длине 85b_wk_f) проверяется по формуле

.

Способи прикріплення підсилювальних елементів при підсиленні збільшенням перерізу і основи розрахунку.

При усилении статически нагруженных конструкций III и IV классов, эксплуатируемых при температуре выше минус 30° С в неагрессивной, среде, рекомендуется использовать прерывистые (шпоночные) швы (рис. 16, а). Шаг шпонок следует принимать максимально допустимым по расчету, но не свыше 80i_min в растянутых и 40i_min в сжатых элементах усиления. Здесь i_min - минимальный радиус инерции элемента усиления относительно его собственной центральной оси.

Для конструкций I и II классов использование прерывистых швов не допускается.

Рис. 16. Присоединение элементов усиления

а - прерывистыми швами; б сплошными швами; в - на болтах

4.15. Расчет непрерывных участков шпоночных швов осуществляется на сдвигающее усилие

,                                                      (29)

где Q_max - наибольшая поперечная сила в пределах длины элементов усиления.

Для сжатых стержней Q_max ³ Q_fic, где Q_fic - условная поперечная сила для усиленного стержня, определяемая по п. 5.8 СНиП II-23-81*;

S_r - статический момент элемента усиления относительно центральной оси усиленного сечения; а_w - шаг шпонок шва (см. рис. 16, а).

4.16. Минимальные длины участков шпоночных швов определяют по выражению

см,                                           (30)

где a_w - коэффициент, характеризующий распределение усилий между швами, прикрепляющими элемент усиления к основному стержню и равный доле общего усилия Т, относящийся к рассматриваемому шву. Здесь и далее под b_w, g_w и R_w подразумеваются значения b_f и b_z, g_wf и g_wz, R_wf и R_wz, принимаемые по п. 11.2 СНиП II-23-81* для двух расчетных сечений. Длину участка шпоночного шва следует принимать не менее 50 мм.

Концевые участки шпоночных швов присоединения элементов усиления к основному стержню или узловым фасонкам должны обеспечивать передачу продольных усилий на элементы усиления и вовлечение их в совместную с основным стержнем работу. Их толщина может назначаться большей, чем толщина связующих швов. Минимальные длины концевых участков подсчитываются по формуле

см,                                         (31)

где ; A_r - площадь поперечного сечения элемента усиления.

При усилении изгибаемых элементов (N = 0) следует принимать .

4.17. Минимальный катет сплошных швов (рис. 16, б), крепящих элементы усиления, определяется выражением

.                                                   (32)

Концевые участки швов могут назначаться с увеличенным катетом, а их прочность (при расчетной длине 85b_wk_f) проверяется по формуле

.                                        

Применение болтов (рис. 16, в) для присоединения элементов усиления рекомендуется в случаях, когда:

болтовые соединения технологически более удобны;

материал усиливаемого элемента не допускает применения сварки;

желательно избежать возникновения дополнительных сварочных напряжений и деформаций.

Проектировать соединения следует с учетом минимального ослабления сечений. С этой целью диаметр болтов следует принимать минимальным, а их размещение задавать со сбитым шагом по отношению к существующим болтам или заклепкам. Шаг промежуточных соединений принимается не более 40i в сжатых и 80i в растянутых элементах усиления и определяется по формуле

,                                                    (34)

где [N_в]_min - минимальная несущая способность болта (по сдвигу, срезу или смятию, определяемая по п. 3.5 СНиП II-23-81*).

Прочность концевых участков соединений элемента усиления проверяется по формуле

,                                           (35)

где n - количество болтов на концевом участке соединения (см. рис. 16, в); а_в - расчетный шаг болтов.