Конструирование элементов балочной клетки (стр. 5 из 6)

по таблице определяем количество горизонтальных рядов и принимаем k=13;

шаг заклепок в вертикальном ряду: а_max/k-1=90/(13-1)=7,5 см.

Вычисляем

,

Sа_i² =15²+30²+45²+60²+75²+90²=20475 см².

Проверяем прочность наиболее нагруженного крайнего болта:

,

125,6556 кН < Q_bh=127,46 кН - прочность стыка стенки обеспечена.

4.9.3 Расчет крепления вспомогательной балки к главной балке

Опорная реакция вспомогательной балки от расчетной нагрузки:

107,184 кН.

Стык выполняем на болтах нормальной точности класса 5.8 .

Определяем несущую способность одного болта:

N_bs =AR_bsg_bn_s,

где А - площадь сечения стержня болта, А=pd²/4; R_bs=20 кН/см² расчетное сопротивление болта срезу по табл. 58* [4], g_b=0,9 - коэффициент условий работы соединения по табл. 35 [4]; n_s=1 - число срезов болта, n_s=1, диаметр болта принимаем 18 мм. (для отличия последних от болтов высокой прочности диаметром 16 мм)

N_bs = 2,54·20·0,9·1=45,78 кН.

Требуемое количество болтов:

, где 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение

опорной реакции из-за некоторого защемления в узле;

=2,8

При назначении количества n округляется до целого числа в большую сторону. Принимаем n =4.

Проверяем прочность вспомогательной балки по сечению, ослабленному четырьмя отверстиями диаметром 1,8 см:

d₀ = d+ 2 мм

d₀=18+2=20 мм.

A_n = (h_b - nd₀)t_w,где h_bиt_w - соответственно высота балки и толщина ее стенки;

A_n=(29,5 – 4·2)·1,3 = 27,95

< R_s=0,58∙23=13,34 кН/см² - прочность балки по ослабленному сечению обеспечена.

5. Расчет и конструирование колонны

Усилие в центрально сжатой колонне можно принять равным сумме опорных реакций балок с учетом их собственного веса (массы).

Усилие определяется по формуле:

N = n×P + 0,5×G×n, где n – число балок , опирающихся на колонну, Р – реакция одной балки , G – масса одной балки

V_гб=

V_гб=106∙1,2∙1200+26∙2∙800∙2+18∙2∙400∙2+110∙1,5∙8∙2=267280 см³

0,270м³ (с учетом сварки и накладных пластин)

ρ=78,5 кН/м³

кН

N = 2∙675,8 + 0,5∙

∙2 =1373 кН

5.1 Расчетная схема. Расчетная длина

Расчетную схему принимаем с шарнирным закреплением вверху и жёстким внизу колонны. Расчетная длина колонны определяется в зависимости от принятой расчетной схемы по формуле:

L_ef = μ·

Графическая длина учитывает заглубление подошвы колонны ниже уровня нулевой отметки на 0,6 м, и равна:

l_г =(5,4 – 1,1+ 0,6) = 4,9 м

L_ef = 1·4,9 = 4,9 м

5.2 Подбор составного сечения стержня колонны.

Задаемся коэффициентом продольного изгиба φ = 0,698 и по табл. 72 /4/ устанавливаем гибкость λ = 80.

Сечение принимаем в виде симметричного двутавра.

Требуемая площадь поперечного сечения.

Требуемый радиус инерции.

Ориентировочные габариты сечения.

Для обеспечения возможности автоматической сварки принимаем h = В = 26 см.

Проверяем условие обеспечения местной устойчивости стенки.

Условная гибкость стержня.

2,67 > 2.0, следовательно, для обеспечения местной устойчивости стенки необходимо выполнение условия.

см мм

Принимаем

Условие выполняется.

Устойчивость стенки при заданной толщине обеспечена.

Определяем площадь сечения стенки, принимая t_w = 6 мм.

Площадь сечения одной полки.

Требуемая толщина полки.

В соответствии с сортаментом на листовую сталь принимаем толщину 14 мм и проверяем условие обеспечения местной устойчивости.

18.76 условие выполнено.

Местная устойчивость полок обеспечена при толщине t_f =1,

Определяем высоту стенки.

Вычисляем геометрические характеристики сечения.

Сравнивая радиусы инерции, видим, что i_x > i_y, следовательно, при равенстве расчетных длин L_x и L_y гибкость колонны будет больше относительно оси Y-Y.

Выполняем проверку устойчивости.

.

Требования СНиП(4) выполняются.

Окончательно принимаем.

t_w=0.6 см; t_f=1.5см; h_w=23,2см b=26см h=26

Проверяем выполнение условия

-Условие не выполняется следовательно стенку колонны можно не укреплять поперечными ребрами жесткости. Катет шва для крепления полок к стенке k_f=6мм .

5.3 Расчет оголовка колонны.

Рис. 5.3. Оголовок сплошной колонны.

Ширина вертикального ребра поверху.

Принимаем

.

Толщину вертикального ребра определяем из расчета на смятие под опорной плитой.

. Принимаем 16мм

-расчетное сопротивление смятию.

Длину ребра l_wнаходим из расчета швов для крепления его к стенке.

Катет шва назначаем, руководствуясь рекомендациями п. 12.8 /4/, k_f = 10 мм.

Сварка полуавтоматическая в углекислом газе проволокой СВ-08ГА.