Расчет и конструирование основных несущих конструкций стальной балочной площадки (стр. 3 из 4)

Проверка показала, что устойчивость стенки обеспечена.

Проверка прогиба главной балки может не производиться, т. к. принятая высота главной балки больше минимальной высоты: h = 170 [см] > h_min= 140 [см].

Узлы главной балки.

Узел 1:опорный узел главной балки

Принимаем шарнирное опирание балки сбоку через опорный столик.

Расчет опорного ребра на смятие

b_оп.р.= b_f’=22,0 см – ширина опорного ребра

=N = кН

Условие прочности на смятие опорного ребра:

R_p = R_u = 327 МПа = 32,7 кН/см²

По сортаменту принимаю t_оп.р. = 22 мм

Расчет сварных швов

, где

R_wf – расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва

g_wf – коэффициент условий работы шва

g_с – коэффициент условий работы конструкции

S_lw – расчетная длина шва

b_f – коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали с пределом текучести до 580 МПа по табл. 34 СНиПа II-23-81*

Принимаю полуавтоматическую сварку, сварочный материал Св-08А, R_wf = 180 МПа.

Определяю менее прочное сечение шва

R_wf*b_f = 180*0,7 = 126 МПа

R_wz*b_z = 0,45*370*1 = 162 МПа

В дальнейшем расчет угловых швов веду по металлу шва.

Принимаю lw = 85k_fb_f

Принимаю k_f = 1,1см

Проверяем полученный катет шва по металлу границы сплавления по формуле :

, где

b_z =1; k_f =11 мм ; l_w =h_w - 10 мм = 1628 - 10 =1618 ;

g_wz = 1; R_wz =162 МПа= 16.2 кН/см² ;

имеем

= 4,5 кН/см² < 16.2×1×1=16.2 кН/см² ;

Принимаю k_f = 11 мм

Узел 2: Монтажный узел

Монтажный узел главной балки должен быть решен на высокопрочных болтах, одинаковых для полок и стенки.

Принимаем:

d_б = 24 мм – диаметр ВП болтов.

Марка стали: 40Х «селект»

Способ обработки поверхности – дробеструйный 2-х поверхностей без консервации

Определяем несущую способность соединения, стянутого одним ВП болтом:

- коэффициент трения по табл. 36* [1];

- коэффициент надежности по табл. 36* [1];

- площадь сечения болта нетто по табл. 62* [1];

- коэффициент условий работы;

k - количество плоскостей трения;

- расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта.

= 0,7*Rbun = 0,7*110 = 77 kH/cm2

= 1,0 , (при n ³ 10)

Определим количество болтов в полустыке:

Принимаю 14 болтов.

h_max = 162,8 – 2*10 = 142,8 мм

Принимаю k=9 – количество болтов в 1-ом вертикальном ряду при 2-х рядном расположении болтов в полустыке.

Определяем толщину накладок из условия и принимаем толщину накладок полок 22 мм, толщину накладок стенки16 мм.

Узел 3: узел сопряжения главной балки и балки настила

1. Назначаю диаметр болтов 20 мм, класс прочности 5.8

2. Определяю несущую способность одного болта:

по срезу:

где

- расчетная прочность болта на срез по табл. 58* [1];

- коэффициент условий работы соединения, по табл. 35* [1];

- количество плоскостей среза.

по смятию:

где

- расчетное сопротивление на смятие одного болта, по табл. 59* [1];

- толщина листов сминаемых в одном направлении. Берём t_min=t_р = 7 мм.

3. Определяю количество болтов в полустыке:

Принимаю 5 болтов.

Расчет колонн сплошного сечения.

1. Составление расчетной схемы

Н – отметка пола 1-го этажа

h_г.б. – высота главной балки

h_з – глубина заделки колонны

h_з = (0,8¸1) м, принимаю 0,8 м.

l – геометрическая длинна колонны

l = Н + h_з - h_г.б. = 800+80-170 = 710см

Определение расчетных длин:

l_x = l_y = l*m; m = 0,7Þl_x = l_y = 710*0,7=497 см

2. Определение нагрузки, действующей на колонну

Предварительный подбор и компоновка сечения

Условие устойчивости:

g_с = 1

j_min = (0,7¸0,9) – коэффициент продольного изгиба, принимаем принимаем j_min = 0,8 (l=61) По табл. 72 [1]

В оптимальном сечении:

А_2f» 0,8А_тр = 132,53см²

А_w» 0,2А_тр = 33,14 см²

гибкость колонны относительно оси Х-Х

гибкость колонны относительно оси Y-Y

i_x = a_xh; i_y = a_yb

a_x,a_y – коэффициент пропорциональности между радиусами инерции и соответствующими геометрическими размерами.

Для сварного двутавра:

a_x, = 0,42;

a_y=0,24

Для равноустойчивой колонны: l_х = l_у = 70 (при j_min = 0,754 и R_y = 240 МПа)

Принимаю h = b = 40см.

, принимаю 18 мм

, принимаю 10 мм

Конструктивные требования:

1) t_f = 10 ¸ 40 мм: 10 мм < 18 мм < 40 мм

2) t_w = 6 ¸ 16 мм: 6 мм < 10мм < 16 мм

3)

Определение геометрических характеристик: