Соединения, применяемые в строительных металлоконструкциях.

Наиболее используемыми являются сварные соединения с двусторонними или односторонними угловыми швами, а при тонкой стенке (до 8 мм) - со стыковыми швами; возможны соединения поясов со стенкой через промежуточные элементы на высокопрочных болтах (рис.5.33).

Рис. 5.33. К расчету поясных соединений: а, б - сварные соединения, в - соединения на высокопрочных болтах

Поясные соединения обеспечивают совместную работу поясов и стенки, препятствуют их взаимному сдвигу. Эффект взаимного за­щемления стенки и пояса способствует повышению местной устой­чивости стенки и сопротивляемости загруженного пояса кручению.

Параметры соединений (катеты швов, диаметры и шаг болтов) определяют из условия их сопротивления сдвигу. Сдвигающее пояс усилие на единицу длины

Т=QS/I_x                                                                (5.96)

где I_х момент инерции сечения балки брутто (без учета ослабления отверстиями при болтовом соединении), S=Ay- статический момент брутто сдвигаемой площади сечения относительно нейтральной оси, у - расстояние от центра тяжести сдвигаемой площади сечения до нейтральной оси х. В сварных балках А - площадь одного пояса Af,, в балках с болтовыми соединениями - суммарная площадь поясного листа и поясных уголков при расчете болтов, присоединяющих пояс к стенке, и А=А_f при расчете болтов, соединяющих пояс с уголками.

При σ_loc≠0 от сил, приложенных к верхнему поясу, расчет следует проводить на равнодействующую:

                                    (5.97)

где V - давление от сосредоточенного груза F: ,  – условная длина распределения силы F. Следует иметь в виду, что в формуле (5.97) Tи V вычисляют в одном и том же сечении, т.е. там, где σ_loc≠0.

Сварные соединения. Поясные швы выполняют непрерывными, с одинаковым катетом по всей длине балки, автоматической или по­луавтоматической сваркой. Применять односторонние угловые швы допускается при следующих условиях: нагрузка - статическая и при­ложена симметрично относительно вертикальной оси поперечного сечения балки; общая устойчивость балки обеспечена; σ_loc=0; материал балок работает в упругой стадии; при проверке устойчивости стенки значения левой части формулы (5.94) не превышают 0,9у_с при λ_w <3,8 и γ_c при λ_w >3,8.

Условием прочности на срез сварных поясных швов при σ_loc=0 является

              (5.98)

где n=1 при одностороннем шве, n=2 при двустороннем. Индексы z следует подставлять взамен f при проверке прочности сечения по металлу границы сплавления.

При σ_loc≠0 следует в формуле (5.98) заменить T на T₁. Следует также помнить, что .

Болтовые соединения. Условие прочности высокопрочного болтового соединения

             (5.99)

При σ_loc≠0              (5.100)

где а - шаг болтов, α=0,4 - коэффициент, принимаемый при нагрузке по верхнему поясу балки, в которой стенка пристрогана к верхнему поясу, а при отсутствии пристрожки стенки или при приложении локальной нагрузки к нижнему поясу α=1

Коэффициентом а = 0,4 учитывается, что при пристрожке стенки, т.е.(при обеспечении хорошего контакта полки со стенкой, последняя включается в работу по восприятию локальной нагрузки, прижимающей пояс к стенке одновременно с болтовым соединением, в случае отсутствия пристрожки возможны зазоры между полкой и стенкой, поэтому стенка сможет включиться в работу лишь после начала разрушения болтового соединения.