Для устройства угловых поясных швов принимаем автоматическую сварку под слоем флюса (поддерживает постоянную температуру, изолирует от попадания О2 и др. газов).
По таблице 50* СНиПа для 2-ой группы конструкций и стали С345 принимаем флюс АН-348-А (по ГОСТ 9087-81*) и сварочную проволоку Св-08А (по ГОСТ 2246-70*).
По таблице 56 для сварочной проволоки Св-08А принимаем расчётное сопротивление по металлу шва .
Для стали С345 по таблице 51* СНиПа при толщине проката до 32 мм нормативное значение прочности металла принимаем .
Расчётное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления , .
Принимаем положение шва в «лодочку» (имеется место для того, чтобы поставить автомат для сварки). По таблице 34* СНиПа для автоматической сварки проволоки Ø 3мм для диапазона катетов от 3 мм до 16 мм принимаем коэффициент ; . Коэффициент работы сварочного шва:
.
Определим расчётное сечение углового шва по линии 1-1:
.
Определим расчётное сечение углового шва по линии 2-2:
.
Сравним расчётное сечение углового шва и выберем минимальное значение – 198 МПа. Расчёт ведём по металлу шва линии 1-1.
Находим требуемый катет поясного шва:
;
мм.
Определяем по конструктивным требованиям min и max катеты швов.
мм.
По таблице 38* СНиПа для таврового соединения с двухсторонними угловыми швами при текучести и при max-ой толщине свариваемых элементов мм, мм.
Назначаем мм.
Расчет узлов и стыков
Комбинированные соединения. В комбинированных (болтосварных) стыках необходимо подобрать количество и диаметр высокопрочных болтов (ВПБ), разместить их в пределах стенки, определить размеры стыковых накладок.
В общем случае стык воспринимает изгибающий момент М, продольную N и поперечную Q силы. Предварительно разместив болты в накладке (по стандартной сетке размеров), проверяют прочность болтового соединения по условию:
где Мс - часть изгибающего момента М, приходящаяся на стенку, Mс = MIс/I (Iс, I - момент инерции стенки и момент инерции всего сечения балки) соответственно;
Wб - момент сопротивления болтового поля, определяемый по формуле ; Nс, Qс - части продольной N и поперечной Q сил, приходящиеся на стенку, Nc = NAc/A; Q = Q/nc (Аc, А - площадь сечения стенки и всего сечения; nc - число стенок) соответственно; n, k - число рядов болтов и число болтов в i-м ряду; пб – число болтоконтактов; Qbh, - расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом. При устройстве клеефрикционного покрытия контактных поверхностей табличные
значения следует умножать на коэффициент 0,96.
Расчетное усилие Qhb, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения в соединении элементов, стянутых одним ВПБ (одним болтоконтактом), можно определить по формуле
Qbh = Pμ/γbh
где Р - усилие натяжения болта, μ - коэффициент трения соединяемых элементов по соприкасающимся поверхностям; γbh - коэффициент надежности, зависящий от способа обработки контактных поверхностей элементов и количества болтов в соединении.
Усилие Р натяжения высокопрочного болта определяют по формуле
P = 0,7RbunAbhmbh
где Rbun- наименьшее временное сопротивление ВПБ разрыву (Rbun = = 1100 - 1350 МПа для стали марки 40Х «селект»); Аbh- площадь сечения болта нетто; mbh- коэффициент условий работы, учитывающий уменьшение натяжения болта в процессе эксплуатации, mbh- 0,95.
Толщину стыковых накладок назначают из условия их равнопрочности стыкуемым деталям.
Расчет комбинированного стыка главной балки, примыкающего к опоре В(С) пролетного строения.
В сечении стыка действуют максимальные расчетные усилия: М =23535,47 кН·м;
N = 0; Q = 368,84 кН.
Часть изгибающего момента, приходящаяся на стенку коробки:
|Mc| = 23535,47·0,036/0,15939431473 = 5314 кН·м.
Поперечная сила, приходящаяся на одну стенку коробки:
Qc = Q = 368,84кН.
Принимаем диаметр высокопрочных болтов 24 мм и клеефрикционном покрытии контактных поверхностей.
Произведем проверку прочности болтового стыка по формуле
Принимаем 64 болта. И две накладки размером 2550х320х8
Литература
1. Владимирский С.Р. Козьмин Ю.Г. – Составление вариантов металлического моста: Учебное пособие. – СПб: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 1996. – 96 с.
2. Владимирский С.Р. – Металлические пролетные строения с ортотропными плитами. Конструирование и расчет: Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. – Санкт-Петербург, 2006. – 114 с.: ил.