Конструирование балочной клетки (стр. 7 из 8)

Rр=327 МПа=32,7 кН/см2;

Принимаем ширину ребра bр=36 см => tр=34,57/36=0,96 см.

Принимаем tp=10мм.

Уточним площадь сечения ребра:

Ар=1·36=36 см2.

Выступающую часть ребра принимаем a=15 мм.

Проверка ребра на устойчивость.

Ширина участка стенки, включенной в работу опорной стойки:

Рис. 21

Aw=Aр+twbw=36+1·19=55 см2;

Радиус инерции сечения ребра

;

Гибкость ребра

=>

=0,9745(СНиП II-23-81*,табл.72)

Проверка опорного ребра на устойчивость:

19,6<24 кН/см2.

Рассчитаем прикрепление опорного ребра к стенке балки сваркой электродами Э-42 (табл. 55* СНиП II-23-81*). По табл. 56* СНиП II-23-81* принимаем Rwf=180 МПа=18 кН/см2, Rwz=0,45Run=0,45·360=162МПа=16,2 кН/см2, βf=0,9,

βz=1,05.

βfRwf=0,9·18=16,2 кН/см2;

βzRwz=1,05·16,2=17,01 кН/см2;

Т.к. толщина более толстого элемента 20мм, то кmin=6мм (табл. 38 СНиП II-23-81*).

Проверяем длину рабочей части шва:

53,55<126 см.

Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.

6.6. Конструирование и расчет сопряжения вспомогательной балки с главной

Сопряжение вспомогательной балки с главной производится через рёбра жёсткости.

Опорная реакция вспомогательной балки равна:

Принимаем болты нормальной точности, класс по прочности – 6,6, диаметром 20 мм. Расчетное сопротивление срезу болтов для принятого класса прочности Rbs = 230 Мпа.

Расчетные усилия, которые может выдержать один болт работающий на срез:

Nb = Rbs×gb×A×ns,

где Rbs = 230 МПа,

gb = 1 – коэффициент условия работы,

ns = 1 – число срезов болта.

А = pd2/4 = 3,14×2,02/4 = 3,14см2 – расчетная площадь сечения болта

Nb = 23 × 1 × 3,14 × = 72.22 кН.

Требуемое количество болтов в соединении

Принимаем 5 болтов

Размещаем болты в соответствии с табл. 39 СНиП II-23-81*.

6.7.Конструирование монтажного стыка главной балки

Для избежания сварки при монтаже, монтажные стыки сварных балок иногда выполняют на высокопрочных болтах. В таких стыках каждый пояс балки желательно перекрывать тремя накладками с двух сторон, а стенку - двумя вертикальными накладками, площадь сечения которых должна быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента.

Болты в стыке ставят на минимальных расстояниях друг от друга: (2,5-3)d болта (при d=24мм удобно иметь шаг 80мм), чтобы уменьшить размеры и массу стыковых накладок.

Расчет каждого элемента балки ведут раздельно, а изгибающий момент распределяют между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.

Стык делаем в середине пролета балки, где

Стык осуществляется высокопрочными болтами

из стали 40х «селект», имеющей ; обработка поверхности газопламенная.

- площадь сечения болта по не нарезной части;

- площадь сечения болта нетто (по нарезке).

Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения рассчитывается по формуле:

;

где

;

;

;

;

;

(принимая способ регулирования болта по углу закручивания – две плоскости трения);

.

Стык поясов:

Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями

и , общей площадью сечения:

;

Определим усилие в поясе:

;

;

.

Количество болтов для прикрепления накладок рассчитывается по формуле:

.

Стык стенки:

Стенку перекрывают двумя вертикальными накладками сечением

.

Момент, действующий на стенку:

.

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

.

Отсюда, коэффициент стыка:

;

количество рядов болтов к=12. Принимаем 12 рядов с шагом 100мм.

Проверяем стык стенки:

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты

(на 2мм >диаметра болта).

Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка:

Ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:

7.Конструирование и расчет колонны

7.1.Общие сведения

Расчет колонны начинается с определения нагрузки. Продольная сила определяется по формуле

N=gLB,

где g – полная расчетная нагрузка на 1м2 перекрытия;

L и B – шаги по сетке колонн.

Выбирается расчетная схема колонны, которая устанавливается исходя из предполагаемой конструкции базы и оголовка.

В соответствии с принятой расчётной схемой определяется расчётная длина колонны

Центрально-сжатые колонны и стойки рассчитываются на прочность и устойчивость.

Прочность проверяют по формуле

а устойчивость по формуле

.

7.2.Конструирование и расчет стержня сквозной колонны

Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета на устойчивость относительно материальной оси Х. Задаем гибкость равной 50.

Определяем требуемые площадь сечения ветви и радиус инерции сечения относительно оси Х.

,

По найденным значениям подбираем соответствующий им профиль швеллера по сортаменту.

Проверяется устойчивость колонны относительно свободной оси Y по приведенной гибкости, учитывающий деформативность решетки.

где

- гибкость стержня колонны относительно свободной оси (для сплошной колонны),

- гибкость ветви на участке между планками.

Для совместной работы швеллеры необходимо соединить поперечными планками. Расстояние между планками определяется по формуле:

,

где

- гибкость ветви,

- радиус инерции относительно свободной оси 1,

lв – расстояние между планками в свету.

Элементы соединительной решетки (планки) и их прикрепление к ветвям рассчитывают на усилие, возникающие в них от условной поперечной силы:

Условная поперечная сила распределяется поровну между элементами решетки, лежащими в двух плоскостях.

Соединительные планки рассчитывают на силу, срезывающую планку: