Проект балочной площадки (стр. 3 из 4)

По таблице 7.6. (с. 158 [I]) при δ = 1,9; a/h₀ = 0,9 предельное значение σ_м/σ = 0,109

Расчетное значение σ_м/σ = 0,86 > 0,109

σ_кропределяем по формуле:

где с_кр = 33,1 по табл. 7.4 (с. 155 [I]) при δ = 1,9

Определяем σ_мкр

где

с₁ = 11 по табл. 7.5 (с. 156 [I]) при δ = 1,9

a₁/2h_ст = 157,9/2·166 = 0,47

Подставляем все значения в формулу

Устойчивость стенки обеспечена и постановка ребер жесткости на расстоянии а₁ = 157,9 см возможна.

Определяем размеры ребер жесткости ширина b_p = h_ст/30+40 = 1660/30 + 40 = 95 мм

Примем b_p = 120 мм

толщина

Примем t_p = 7

9.Расчет монтажного стыка главной балки

Рисунок 6 – Схема опорной части главной балки

Стык делаем в середине пролета балки, где М = 4781 кН·м и Q = 0.

Стык осуществляем высокопрочными болтами d = 20 мм из стали «селект», имеющий по таблице 6.2

; обработка поверхности газопламенная. Несущая способность болта, имеющего две плоскости трения:

где

γ_б = 0,85:

т. к. разница в номинальных диаметрах отверстия и болта больше 1 мм;

М= 0,42 и γ_н = 1,02;

Принимая способность регулирования натяжения болта по углу закручивания, k = 2 – две плоскости трения.

Стык поясов. Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 500×12 мм и 2×220×12 мм, общей площадью сечения

A_n= 1,2·(50 + 2·22) = 112,8 см² > A_n = 100 см²

Усилие в поясе определяем по формуле:

M_n = MI_n/I = 4781·1385704/1792391 = 3696 кН·м

N_n = M_n/h₀ = 3696/1,68 = 2200 кН

где I, I_n, h₀ – из расчета главной балки

Количество болтов для прикрепления накладок рассчитываем по формуле:

n = N_n/Q^ВБ = 2200/132 = 16,6

Принимаем 16 болтов.

Стык стенки. Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 320×1560×8 мм.

Определяем момент, действующий на стенку

М_ст = MI_ст/I = 4781·381191/1792391 = 1016 кН·м

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

a_max = 1660·2·80 = 1500

Находим коэффициент стыка

= M_ст/ma_maxQ^ВБ = 101600/2·150·132 = 2,56

Из таблицы 7.8 (с. 166 [I]) находим количество рядов болтов по вертикали k.

при

= 2,56k= 13

Принимаем 13 рядов с шагом 125 мм.

Проверяем стык стенки по формуле:

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса

А_п.нт = 2,0·(50 – 2·5,785) = 86,86 см² > 0,85 А_n = 0,85·100 = 85 см²

Ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями

= 112,8 – 4·2·1,2·5,785 = 57,2 см² < 0,85A_n = 85 см².

Принимаем накладки толщиной 18 мм

= 1,8·(50+2·22) – 4,2·1,8·5,785=85,9 cм² >0,85A_n = 85 см²

10. Расчет опорной части главной балки

Опорная реакция балки F = 1275 кН

Определяем площадь смятия торца ребра

где R_см.т. = 35,5 кН/см² = 355 МПа (прил. 4 [I]).

Принимаем ребро 280×14 мм,

А_р = 28·1,4 = 39,2 см² >35,9 см².Проверяем опорную стойку балки на устойчивость относительно оси Z. Ширина участка стенки, включенной в работу опорной стойки:

А_ст = А_Р + t_cт·b_ст = 39,2 + 1·19,45 = 58,65 см²

I_z = 1,4·28³/12 + 19,45·1³/12 = 2562 cм⁴

λ = h_ст/iz = 166/6,6 = 25,1 по приложению 7 (I) φ = 0,947

Рассчитываем прикрепление опорного ребра к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой С_В – 08Г₂. Предварительно находим параметры сварных швов и определяем минимальное значение β

. По таблице 5.1 (I) принимаем = 215 МПа = 21,5 кН/см²; по прилож. 4 (I) – =165 МПа = 16б5 кН/см², по табл. 5.4. (I)

β_ш = 0,9; β_с = 1,05

β_ш·

= 0,9·21,5 = 19,3 кН/см² > β_c·

= 1,05·16,5 = 17,32 кН/см²

Определяем катет сварных швов по формуле:

Принимаем швов k_м = 7 мм.

Проверяем длину рабочей части шва:

l_м = 85·β_с·k_м = 85·1,05·0,7 = 62,5 см < h_cт = 166 см

Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.

11. Подбор и компоновка сечения сквозной колонны

Постоянная нагрузка от собственного веса колонны – 1,5 кПа. Расчетное усилие в стержне колонны:

N = 1,01·(n_p·p + n_g·g) ·A·B = 1,01·(1,2·22 + 1,05·1,5) ·15·6 = 2540 кН

Длина колонны: l₀ = 11 – 0,01 – 0,3 – 1,72 = 8,97 м

Зададимся гибкостью λ = 60 и находим φ = 0,785 (по прил 7 [1]), площадь сечения

A_тр = N/(φ·R) =2540/0,785·28 = 115,5 см²,

где R = 28 кН/м² – расчетное сопротивление для стали марки В_ст 3nc6 – 2 радиус инерции:

i_mp = l₀/λ = 897/60 = 14,95

По сортаменту ГОСТ 8240 – 72* принимаем два швеллера 40 со значениями А = 2·61,5 = 123 см³; i_x = 15,7 см.

Рассчитываем гибкость относительно оси х

λ_х = 897/15,7 = 57; φ_х = 0,800 (прил. 7)

Проверяем устойчивость относительно оси х

σ = N/φA = 2540/0,8·123 = 25,8 кН/м² < R = 28 кН/см²

Рисунок 7 – Сечение сквозной колонны

Расчет относительно свободной оси.

Определяем расстояние между ветвями колонны из условий равноустойчивости колонны в двух плоскостях λ_пр = λ_х, затем требуемую гибкость относительно свободной оси у-у по формуле:

Принимаем гибкость ветви равной 30 и находим

Полученной гибкости соответствуют радиус инерции i_y = 897/48 = 18,7 см; и требуемое расстояние между ветвями b = i·y/0,44 = 18,7/0,44 = 42 см

Полученное расстояние должно быть не менее двойной ширины полок швеллеров плюс зазор, необходимый для оправки внутренних поверхностей стержня b_тр = 2·115 + 100 = 330 мм < 42 см, следовательно принимаем ширину колонны = 420 мм.

Проверка сечения относительно свободной оси.

Из сортамента имеет: I₁ = 642 см⁴; i₁ = 3,23 см; z₀ = 2,68 см.

I_y = 2·[642 + 61,5·(21 – 2,75)²] = 42250 см⁴

Расчетная длина ветви l_b = λ₁·i₁ = 30·3,23= 97 см

Принимаем расстояние между планками 97 см м сечение планок 10×250 мм, тогда

I_пл = 1·25³/12 = 1302 см⁴

Радиус инерции сечения стержня относительно свободной оси

Гибкость стержня относительно свободной оси

λ_у = 897/18,5 = 48,5

Для вычисления приведенной гибкости относительно свободной оси надо проверить отношение погонных жесткостей планки и ветви

I_пл/b_0: I₁/l_в = I_пл·l_в/I₁b₀ = 1302·122/642·36,5 = 6,7 >5

Здесь b₀ = 42 – 2·2,75 = 36,5 см – расстояние между ветвями в осях.

Приведенную гибкость вычисляем по формуле при отношении погонных жесткостей планки и ветвей более 5.

Т.к. λ_пр = λ_х, напряжение можно не проверять, колонна устойчива в двух плоскостях.