 |
Проверка устойчивости опорного участка балки
|
|
|
|
Расчет на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных центральному сжатию, выполняем по формуле:
где As – общая площадь условного опорного стержня, включая опорные ребра и часть стенки балки шириной ∆.
Площадь опорного стержня определяем по формуле:
Значение продольного коэффициента φ определяем в зависимости от условной гибкости 
Расчетную гибкость 
определим по формуле:
,
где 
- радиус инерции, определяем по формуле:
,
Момент инерции сечения ребра 
определяем по формуле:
Определяем условную гибкость
Согласно СНиП II-23-81* для 
значение φ определяем по формуле:
Проверяем опорный участок балки на устойчивость:
Устойчивость опорного участка балки обеспечена.
Расчет стыка сварной балки на высокопрочных болтах
Стык делаем в середине пролета, где М = 2373,75 кН.м и Q = 0.
Стык осуществляем высокопрочными болтами 
из стали по ГОСТ 4543-71* 40Х "Селект" с наименьшим временным сопротивлением 
[7], диаметр отверстия 
обработка соединяемых поверхностей газопламенным способом, способ регулирования натяжения болтов по углу поворота гайки.
Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяем по формуле:
,
где 
- расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов;
- коэффициент условий работы соединения, принимаемый по табл.35* СНиП II-23-81*;
- площадь сечения болта нетто, определяемая по табл.62* СНиП II-23-81*;
- коэффициент трения, принимаемый по табл.36* СНиП II-23-81*;
- коэффициент надежности, принимаемый по табл.36* СНиП II-23-81*.
|
|
|
Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d0=22 мм.
Стык поясов
Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 300х14 и 2х120х14.
Общая площадь сечения накладок
Определяем усилие в поясе:
Количество болтов для крепления площадок определяем по формуле:
,
где k = 2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов.
Принимаем 10 болтов.
Проверяем ослабленное сечение в полках на краю стыка:
,
где Аn – площадь сечения нетто, определяем по формуле:
?
Af – площадь пояса, определяем по формуле:
Прочность ослабленного сечения соединяемых элементов обеспечена.
Расставляем болты с учетом минимальных расстояний.
Стык стенки
Стенку перекрываем двумя накладками сечением …..
Определяем момент, действующий на стенку:
Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:
Находим коэффициент стыка α:
,
где m = 2 – количество болтов в ряду.
Принимаем 14 рядов.
Расставляем болты с учетом минимальных расстояний.
Проверяем стык стенки:
Прочность соединения обеспечена.
Конструирование и расчет стержня сквозной центрально - сжатой колонны
Центрально – сжатые колонны воспринимают продольную силу, приложенную по оси, при этом все поперечные сечения колонны испытывают равномерное сжатие.
Значение продольной силы определяем по формуле:
,
где 
- собственный вес колонны.
Расчет стержня
Расчетную длину стержня находим в соответствии с условиями закрепления концов колонны. Конструктивно сопряжение колонны и балок выполняем по этажной схеме.
Определяем расчетную длину колонны относительно оси Х:
,
где 
- коэффициент приведения, зависящий от способа закрепления;
|
|
|
- геометрическая длина колонны, определяемая по формуле:
,
где a = 60 см – заглубление колонны.
Требуемую площадь сечения определяем по формуле:
Задаемся гибкостью 
, для которой 
.
По сортаменту ГОСТ 8240-72 предварительно принимаем колонну из двух швеллеров №27, для которых
; 
; 
; 
; 
.
Гибкость по материальной оси х – х:
Определяем 
по формуле 8 СНиП.
Фактическое напряжение составит
Окончательно принимаем стержень колонны из двух швеллеров №27.
Расчет планок
Ветви раздвигаем на такое расстояние от свободной оси у – у, чтобы соблюдалось условие
Задаемся гибкостью ветвей, заключенными между планками 
[8].
Требуемую гибкость относительно свободной оси определим по формуле:
Необходимый радиус инерции
Для сечения из двух швеллеров с планками находим приближенный радиус инерции
,
откуда 
. Принимаем 
.
При этом должно удовлетворяться условие
Проверяем устойчивость колонны по свободной оси, предварительно вычисляя геометрические характеристики 
:
Момент инерции сечения:
,
где 
.
Радиус инерции:
Гибкость:
Расчетную длину ветви, заключенную между планками определяем по формуле:
Ширина планки принимается в пределах 
. Принимаем 
.
Толщину планки определим по формуле:
Для вычисления приведенной гибкости относительно свободной оси необходимо проверить погонную жесткость ветви и планки:
где Js – момент инерции планки, определяем по формуле:
;
- расстояние между центрами планок;
- момент инерции ветви;
- расстояние между ветвями.
Согласно табл.7 СНиП II-23-81* приведенную гибкость 
определяем по формуле:
Условие гибкости выполняется.
Определяем условную поперченную силу по формуле:
определяем по формуле 8 СНиП.
Рассчитываем планки на перерезывающую силу F и момент М1:
Крепление планки выполняем на ручной сварке электродами Э42 (
), катет шва принимаем 
, длина шва 
.
Определяем момент сопротивления 
и площадь сечения шва 
(с учетом расчетного сечения по металлу шва):
Проверяем прочность сварного шва от совместного действия перерезывающей силы и момента:
|
|
|
Тогда
Прочность сварного шва обеспечена.
|
|
|
