Металлические конструкции 2 (стр. 5 из 5)

4.4. Расчет оголовков колонн.

1) По конструктивным соображениям назначаем размеры опорной плиты 340х340х40 мм

2) Т.к. верхний конец колонны фрезерован , то толщину сварных швов, прикрепляющих плиту у стержню, принимаем конструктивно по (табл. 38 СНиПа II-23-81*) k_f = 8 мм

рис .4.2.

Ширину ребра b_r′ принимаем не менее половины ширины торцевого опорного ребра балки b_r = 18 см.

b_r′ = 10 см

3) Толщина ребра оголовка колонны по условию работы на смятие:

t_p = N/( b_r + 2 t_оп.пл.)R_pγ_c

R_p = 351Мпа (для С235 по СНиП II-23-81*)

t_p = 1753,2/(18 + 2*4)33,6*1,1 = 2см

Принимаем t_p = 20 мм

4) Приварку вертикального ребра к стенке колонны принимаем полуавтоматичекой, сварной проволокой Св-08ГА

Длина ребра по условию прикрепления его к стержню колонны:

l_r = N/4β_fk_fR_wfγ_wfγ_c ≤ 85β_fk_f

R_wf = 0,55R_wun/γ_wf = 0.55*450/1,25 = 19,8 МПа

R_wun = 450 MПа (для проволоки Св-08ГА по табл.4* СНиП II-23-81*)

γ_wf = 1,25 при R_wun < 490 Мпа.

k_f = 6 мм

β_f = 0,9

l_r =1976/4*0,9*0,6*19,8*1*1 = 46,2 см > 85*0,9*0,6 = 45,9 см

Условие выполняется.

Принимаем длину вертикальных ребер 410 мм.

6) Принятое сечение проверим на срез:

τ = N/2t_rl_r ≤ R_sγ_с

R_s = 0,58R_yn/γ_m = 0,58*235/1,025 = 133 МПа = 13,3 кН/см²

τ = 1753,2/2*2,0*40 = 10,9 < 13,3*1

7) Размеры горизонтальных ребер оголовка принимаем конструктивно 110х260х20

8) Приварку горизонтальных ребер к стенке колонны принимаем полуавтоматичекой, сварной проволокой Св-08ГА

k_f = N/β_fl_wR_wfγ_wfγ_c = 1753,2/0,9*(2*260)*19,8*1*1 = 0,19 см

Принимаем минимальное значение k_f = 6 мм для данной толщины ребра (20 мм)

Раздел V

5. Расчет связей

5.1.Расчет портальной связи

N₁ = T/cosα=71,4/cos30⁰=88.64кН

T = 3Q_fic=3*23,8=71,4

Q_fic = 7,15*10^-6(2330 – E/R_y)(N/φ)

N – нагрузка на колонну

рис. 4.3.

Задаемся гибкостью λ₁ = 70 => φ = 0,754

Q_fic = 7,15*10^-6(2330 – 2,06*10⁴/23)(1753,2/0,754) = 23,8 кН

Находим требуемую площадь сечения:

А_тр = N₁/R_y φγ_c = 82,11/23*0,754*1 = 4,73 cм²

По сортаменту подбираем уголок с площадью поперечного сечения:

А_уг = А_тр/2 = 2,36 см²

Принимаем уголок 35х35х4 по ГОСТ 8509-93 A = 2,67 см²

По реальному радиусу инерции определяем гибкость:

λ₂ = l/i_y , где l = h_ksin45^o/sin105^o = 37*sin45^o/sin105^o = 27,1

λ₂ = 27,1/0,69= 39,2

Реальная гибкость λ₃ = ( λ₁ + λ₂)/2 = (70 + 39,2)/2 = 54,6 =>φ = 0,795

А_тр = N₁/R_y φγ_c = 82,11/23*0,795*1 = 4,5 см²

Проверка устойчивости:

N₁/φA ≤ R_y γ_c

82,11/0,795*4,5 = 23 = 23 кН/см²

Условие выполняется. Принимаем связи, скомпанованные из 2-х уголков 35х35х4 по ГОСТ 8509-93.

5.2. Расчет крестовой связи

А_тр = N₁/R_y γ_c

N₁ = T/cosα=

α = 45^о - 35^о

Подберем по сортаменту уголок

N₁ = 71,8/соs35^o = 88,64 кН

А_тр = 88,64/23*1 = 3,85 см²

А_уг = А_тр/2 = 2 см²

рис 4.4

Принимаем уголок 30х30х4 по ГОСТ 8509-93 А = 2,27 см².

Прочность проверяем по формуле:

σ = N₁/А_уг ≤ R_y γ_c

σ = 88064/2,27*2 = 19,5 кН/см² < 23кН/см²

Условие выполняется. Принимаем связи, скомпанованные из 2-х уголков 30х30х4 по ГОСТ 8509-93.

Список использованной литературы

1) СНиП II -23-81* Стальные конструкции

2) Беленя Е.И. Металлические конструкции

3) Методическое пособие к курсовой работе №1 авт. Храмова М.В., Криворучко С.В.

4) ГОСТ 27772-88 Прокат для строительных стальных конструкций

5) ГОСТ 26020-83 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок

6) ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные

7) ГОСТ 8509-93 Сталь угловая равнополочная