Расчёт металлического каркаса многоэтажного здания (стр. 8 из 8)

Рассчитываем кол-во болтов на срез:

Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:

Окончательно принимаем 2 болта d = 16 мм.

II-I уровни: средняя колонна :

Стык колонн разного сечения.

М=42 кНм, N=5944 кН, Q=20 кН.

е=М/N=42/5944=0,007м;

ρ=W/A=4694*10^-6/308,6*10^-4= 0,15м

е < ρ

Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности

8,8 МПа, d=24мм, А_в =3,59 см², R_BS =25кН/см², R_BТ =40 кН/см².

Расстояние между болтами h=350 мм.

Рассчитываем кол-во болтов на срез:

Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:

Окончательно принимаем 2 болта d = 24 мм.

I уровень: средняя колонна :

Стык колонн одного сечения.

М=58 кНм, N=8492 кН, Q=27 кН.

е=М/N=58/8492=0,007м;

ρ=W/A=4694*10^-6/308,6*10^-4= 0,15м

е < ρ

Принимаем в узле болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа, d=24мм, А_в =3,59см², R_BS =25кН/см², R_BТ =40 кН/см².

Расстояние между болтами h=350мм.

Рассчитываем кол-во болтов на срез:

Рассчитываем кол-во болтов на растяжение:

Окончательно принимаем 2 болта d = 24 мм.

10.3 Базы колонн

Расчет базы крайней колонны

М=163кН, N=3596 кН.

Требуемая площадь плиты

А_пл.тр.= N*R_ф=3596/0,84=4281 (см² );

R_ф=γR_б=1,2*0,7=0,84кН/см²R_б=0,7кН/см² (бетон М150).

Материал базы: сталь Вст3кп2, расчетное сопротивление R=22кН/см² при t=20-40мм.

По конструктивным соображениям свес плиты с₂ должен быть не менее 4см.

Принимаем площадь плиты 660х600мм.

Среднее напряжение в бетоне под плитой

σ_ф=N/ А_{пл.факт.}=3596/660²=0,83 (кН/см²).

Конструируем базу колонны с траверсами толщиной 12мм, приваривая их к плите угловыми швами.

Определим изгибающие моменты на отдельных участках плиты

участок1 (плита, опертая на четыре стороны: b/a=351/192=1,83; α=0,095)

М₁= α σ_фа²=0,095*0,83*19,2²=29,1 (кНсм);

участок 2 (консольный свес b/a=400/130=3>2)

М₂= σ_фа² /2=0,83*13²/2= 58 (кНсм)

участок 3 (консольный свес с=12)

М₃= σ_фа² /2=0,83*12² /2=57 (кНсм)

Принимаем для расчета Мmax=М₂=58 (кНм)

Требуемая толщина плиты:

t_пл=

Прикрепление траверс к колонне выполняем полуавтоматической сваркой проволокой марки Св-08Г2С, d=1.4…2мм.

Толщину траверс принимаем t_тр=1,2 см, высоту h_тр=60 см.

Расчетные характеристики:

R_yш^св=21,5кН/см²;R_yс^св=0,45*36,5 = 16,45 кН/см²; β_ш =0,7; β_с=1; γ_yш^св =γ_yс^св =1.

β_шR_yш^свγ_yш^св=0,7*21,5=15,05 < β_сR_yс^свγ_yс^св=1*16,42=16,42 кН/см²;

Прикрепление траверсы к колонне рассчитываем по металлу шва, принимая катет угловых швов k_ш=12 мм.

σ_ш=N/4k_шl_ш. < (βR_y^свγ_y^св)_minγ =3596/4*1,2*(60-2) = 12,9 < 15,05 (кН/см²).

Крепление траверсы к плите принимаем угловыми швами

k_ш=10мм.

σ_ш=N/k_ш Σl_ш. < (βR_y^свγ_y^св)_minγ =3596/1*2*(66+11*2+2*33,1)=11,7<15,05 (кН/см²).

Швы удовлетворяют требованиям прочности. При вычислении суммарной длины швов с каждой стороны шва не учитывалось по 1см на непровар.

Приварку торца колонны к плите выполняем конструктивными швами k_ш=6 мм, так как эти швы в расчете не учитывались.

Расчет анкерных болтов.

Требуемая площадь нетто сечения анкерных болтов определяют по формуле:

А_б= М/уR_ба, где

R_ба – расчетное сопротивление растяжению анкерных болтов из стали марки 09Г2С, R_ба=14,5 кН/см².

А_б=163/14,5=11,24 (см²).

Площадь поверхности сечения одного болта:

А_б1= А_б/4 =11,24/4 = 2,8 (см²).

По ГОСТ 24379,0 находим ближайший диаметр 24 мм, расчетная площадь сечения нетто А_б1нт=3,24 см². Длина заделки болта в бетон должна быть 0,85м при отсутствии опорной шайбы.

Рис. База крайней колонны

Рис. База средней колонны

10.4 Расчет узла диафрагмы

(кН)

EJ₁=2,38*10^-8 (кНм²);

EJ₂=1,57*10^-8 (кНм²);

EJ₃= 0,78*10^-8 (кНм²);

К₁=

=1,32; К₂= =0,87

1)х 2)х+6к₁х=8,92х 3)к₁х+6к₂х=6,54х

1)

2)

3)

Распределим нагрузки по высоте здания:

Наибольшее усилие 306,03 кН.

Продольное усилие в раскосе составит 306,03*0,55=168,32кН.

Рассчитаем болты на срез:

Принимаем болты нормальной точности, по классу прочности 8,8 МПа:

Принимаем два болта d = 14 мм;

(см²).

Толщина фасонки 10 мм. Раскосы диафрагмы состоят из двух равнобоких уголка 200х12. Применяем полуавтоматическую сварку Св-08А, d=1,4-2мм. Расчетные характеристики:

R_yш^св=18кН/см²;R_yс^св= 16,5 кН/см²; β_ш =0,7; β_с=1,05; γ_yш^св =γ_yс^св =1. β_шR_yш^свγ_yш^св=0,7*18=16,2 < β_сR_yс^свγ_yс^св=1,05*16,5=17,3 кН/см²;

Длина шва по обушку (k_Ш = 10 мм)

:

Длина шва по перу (k_Ш = 8 мм):