Расчет и конструирование конструкций балочной клетки (стр. 5 из 7)

, (2.41)

где

=1162,49 кн/м – максимальная поперечная сила;

=4864 см³ – статический момент площади сечения пояса относительно нейтральной оси;

=0,7 – коэффициент глубины провара шва, при автоматической сварке.

=18кН/см² – расчетное сопротивление металла шва сварных соединений с угловыми швами принимаем по таблице 56 СНиП II-23–81* в зависимости от вида электродов.

см

В соответствии с видом сварки-ручная, пределом текучести стали

R_yx ≤ 430 мПа, t_f=20 мм по таблице 38* принимаем k_f= 7 мм.

Вид электродов, принимается в зависимости от марки стали и вида сварки, по таблице 55* СНиП II-23–81*. Сталь С255 материал для сварки электродом Э 42А.

Во избежание больших усадочных напряжений поясные швы следует устраивать сплошными, одинаковой толщины, используя ручную сварку.

Поясные швы, выполненные с полным проваром на всю толщину стенки, считаются равнопрочными со стенкой.

Расчет опорной части балки.

При шарнирном опирании сварных балок на нижележащие конструкции передача опорной реакции осуществляется через парные опорные ребра, плотно приваренные к нижнему поясу балки, или соединенные при помощи торцевого ребра жесткости (рисунок 16).

Размеры опорного ребра устанавливают из расчета на смятие его торцов:

, (2.42)

где

- расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности,

принимаемое по таблице 52* СНиП II-23–81* в зависимости от временного сопротивления проката.R_p=327кН/м² т. к. R_u=360 кН/м²

Рисунок 16 – К расчету опорных ребер.

см .

Обычно задаются шириной опорного ребра, а толщину определяют, исходя из требуемой площади смятия:

, (2.43)

где

см.

см,

принимаем t_d=12 мм.

Вследствие недостаточных размеров ребра опорный участок стенки может потерять устойчивость из своей плоскости, поэтому его рассчитывают на продольный изгиб как стойку с расчетной длиной, равной высоте стенки:

, (2.44)

где

– коэффициент продольного изгиба, определяется в зависимости от гибкости стенки.

Гибкость стенки равна:

(2.45)

– радиус инерции сечения относительно оси z, равен:

(2.46)

– момент инерции сечения относительно оси z без учета момента инерции стенки, равен:

(2.47)

см

– площадь условного крестового сечения, принятого в расчете, включающая опорные ребра и полосу стенки шириной S с каждой стороны ребра.

Находим ширину полосы стенки:

(2.48)

см

Находим площадь сечения:

(2.49)

см

Находим радиус инерции сечения:

см

Находим гибкость стенки:

принимаем φ=0,9

кн/см

16,9 < 24 кн/см

условие выполняется.

Сопряжения отправочных марок

Чтобы уменьшить сварочные напряжения, сначала сваривают поперечные стыковые швы стенки и поясов, имеющие наибольшую поперечную усадку. Оставленные не заваренными на заводе участки поясных швов длиной около 500 мм дают возможность поясным листам несколько вытянуться при усадке швов. Последними заваривают угловые швы, имеющие небольшую продольную усадку.

Рисунок 17 – Монтажный стык составных сварных балок

3. Расчет центрально-сжатых колонн

Колонна состоит из трех основных частей: оголовка 1, воспринимающего нагрузку от вышележащих конструкций; стержня 2, передающего нагрузку от оголовка базе 3, которая в свою очередь передает нагрузку от стержня на фундамент (рисунок 18).

Рисунок 18 – Центрально-сжатая колонна

При проектировании центрально-сжатых колонн необходимо обеспечить устойчивость колонны относительно главных осей ее сечения.

Расчетная приведенная длина колонны:

, (3.1)

где l – полная длина колонны от основания опорной плиты башмака до верха оголовка, определяется по формуле:

, (3.2)

где H – отметка верха настила, равна 6,5 м;

- высота перекрытия, которая включает высоту главных балок, балок настила, настила, равна (так как сопряжение в одном уровне);

1,54+0.01=1,55 м

– заглубление колонны ниже отметки 0.000, принимаемое равным 1,0 м;

– коэффициент, учитывающий способ закрепления концов колонны, при шарнирном закреплении верхнего и нижнего концов колонны, =1

=5,95 м.

м.

Определяем расчетную нагрузку, действующую на колонну:

, (3.3)

Где V=Q – опорная реакция главной балки, равна 1162,49 кН;

– коэффициент, учитывающий собственный вес колонны, равный 1,02.

кН

Принимаем сплошное сечение колонны, так как N > 2000 кн. Расчетная схема колонны показана на рисунке 18.

Предварительно задаемся гибкостью колонны

=75 и по таблице 1 приложения находим соответствующее значение коэффициента продольного изгиба =0,720.

Определяем требуемую площадь сечения колонны:

, (3.4)

где R

– расчетное сопротивление стали, R = 24 кН/см², С245

Рисунок 19 – Расчетная схема центрально-сжатой колонны

– коэффициент условия работы колонны, равный 0,95.

см

Находим требуемые радиусы инерции:

(3.5)

см

Определяем требуемую высоту и ширину сечения колонны:

, (3.6)