Стальная балочная клетка (стр. 8 из 8)
в этой формуле:
1) для участка I
=0,5; b – вылет консоли;2) для участка II коэффициент
в зависимости от отношения стороны а к свободной стороне b;3) Для участка III коэффициент
определяется в зависимости от отношения большей стороны к меньшей, где b – длина меньшей стороны.Изгибающие моменты в плите на участках.
На первом участке:
На втором участке вычисляем отношение сторон
где а=0,5(L-h)=0,5(0,65-0,448)=0,101 м; b=bf=0,42 м.
Так как
, расчет выполняем как консоли: 
На третьем участке
где
=0,125 при 
По наибольшему моменту на участках MMAX=41,5 кНм из условия прочности плиты на изгиб 
определяется требуемая толщина плиты: 
м (30,04 мм), где 
согласно табл.6 СНиП II – 23 –81*. По сортаменту принимается плита толщиной 32 мм.Расчет траверсы.
Нагрузка со стержня колонны передается на траверсы через сварные швы, длина которых и определяет высоту траверсы. При четырех швах с высотой катета kf=10 мм:
.Здесь прочность по металлу шва
МПа, по металлу границы сплавления 
МПа, где 
МПа. Нормативное сопротивление Run=370 МПа определено по табл. 51 СНиП II – 23 – 81*. В соответствии с требованием п.12.8. СНиП II – 23 – 81* расчетная длина флангового шва должна быть не более 
, в расчете LW=0,45 м. По сортаменту универсальной стали принимается высота листа траверсы hTP=630 мм.Расчет катета сварного шва крепления траверсы к плите.
При вычислении суммарной длины швов учитывается непровар по 1 см на каждый шов:
Требуемый катет шва по расчету:
В соответствие с табл. 38 СНиП II – 23 – 81* при толщине плиты 32 мм минимальный катет шва равен kfmin=8 мм. Принимаем kf=13,5 мм.
Приварку торца стержня колонны к опорной плите базы выполняем конструктивными швами kf=8 мм.
Крепление базы к фундаменту.
При шарнирном сопряжении колонны с фундаментом необходимы анкерные болты диаметром d = 20…30 мм для фиксации проектного положения колонны и закрепления ее в процесс монтажа. Принимаем два анкерных болта диаметром d=20 мм. Болты устанавливаются в плоскости главных балок с креплением к плите базы, что обеспечивает за счет гибкости плиты шарнирное сопряжение колонны с фундаментом.
3.5. Расчет оголовка колонны
Оголовок колонны состоит из опорной плиты и подкрепляющих ребер. Опорная плита передает давление от двух главных балок на ребра оголовка и фиксирует проектное положение балок при помощи монтажных болтов. Определяем размеры ребер, задавшись толщиной плиты:
tПЛ= 25 мм (tПЛ=20…25 мм). Требуемая толщина парных ребер из условия работы на смятие:
м,где N - удвоенная опорная реакция главной балки;
- расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности; bОП=0,28 м – ширина опорного ребра балки.Принимаем толщину ребра tr=25 мм. Ширина ребра должна быть не менее
мм. Принимаем ширину парных ребер равными bh=160 мм вверху и 130 мм внизу.Высота вертикальных ребер определяется из условия размещения четырех фланговых швов длиной не менее:
Здесь катет шва не может быть более
где tW – толщина стенки колонны. Длина сварного шва не должна быть более 
Принимаем катет kf=12 мм и высоту ребра hr=0,48м.
Так как стенка колонны тоньше примыкающих ребер (tw=10 мм< tr=25 мм), стенку проверяем на срез:
Вывод: Стенка колонны толщиной 10 мм на срез не проходит. Поэтому в пределах высоты оголовка на сварных швах встык выполняется вставка большей толщины. Требуемая толщина стенки из условия среза:
Принимаем вставку толщиной tW=16 мм.
Торец колонны фрезеруется, и поэтому толщина швов, соединяющих опорную плиту со стержнем колонны и ребрами, назначается конструктивно, равной kf=8 мм. С целью укрепления стенки колонны и вертикальных ребер от возможной потери устойчивости снизу вертикальные ребра обрамляются горизонтальными ребрами толщиной tp=8 мм.
Исходные данные для проверки расчета колонны сплошного сечения на ЭВМ
| Вводимые параметры | Величина |
| 1. Шифр задания | 678 |
| 2. Заглубление обреза фундамента hФ | 600 мм |
| 3. Высота стенки сечения колонны hW | 420 мм |
| 4. Толщина стенки сечения колонны tW | 10 мм |
| 5. Ширина полки сечения колонны bf | 420 мм |
| 6. Толщина полки сечения колонны tf | 14 мм |
| 7. Строительная высота перекрытия hCTP | 1640 мм |
| 8. Расход стали на перекрытие mn | 153,30кг/м2 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП II – 23 – 81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1991. – 96 с.
2. СНиП 2.01.07 – 85*. Нагрузки и воздействия / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996 – 44 с.
3. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов / Под общей ред. Е. И. Беленя. – 6 – е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1985. – 560 с.
4. СНиП 2.03.01 – 84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Минстрой России. М.: ЦПП, 1996. – 76 с.
5. ГОСТ 2.105 – 95. ЕСКД. Общие требования к текстовым документам: Введ. 01.07.96. – М.: 1995. – 38 с.
6. Танаев В.А. Проектирование стальной балочной клетки: Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000 – 71 с.: ил.