МК Проектирование и расчет конструкций рабочей площадки

МК Курсач.dwg

Кафедра металлических и деревянных конструкций
Стальные конструкции балочной клетки рабочей площадки промышленного здания
Московский государственный строительный университет
СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ОДНУ ОТПРАВОЧНУЮ МАРККУ
СТАЛЬ МАРКИ ВСт3 сп5
МОНТАЖНЫЕ СВАРНЫЕ ШВЫ
СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ОДНУ ОТПРАВОЧНУЮ МАРКУ
МОНТАЖНЫЙ СТЫК М 1:25
ПЛАН БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ М 1:200
Лстовой настил = 12 мм
УЗЕЛ ОПИРАНИЯ ГЛАВНЫХ БАЛОК НА КОЛОННУ М 1:25
разрез балочной клетки. Главная балка
Кафедраструктурное подразделение "МДК
Мусаев А. П. Абовян А.Г.
НИУ МГСУ 080301 - КП - 19
Тема: Проектирование и расчет конструкций рабочей площадки
Раздел проектирования металлических конструкций (КМ)
Тема: Проектирование и расчет
Раздел проектирования
конструкций рабочей площадки

КП_08.03.01_ИГЭС-3-4_МусаевАП_.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
«Металлические конструкции»
«Проектирование и расчет конструкций рабочей площадки»
ИГЭС 3-4 Мусаев Алигаджи Пазильевич
Руководитель курсового проекта
к.т.н. доцент Абовян Аветик Гургенович
(ученое звание ученая степень должность Ф.И.О.)
(дата подпись руководителя)
Курсовой проект защищен с оценкой
(оценка цифрой и прописью)
Председатель аттестационной комиссии
(дата подпись члена комиссии)
Дисциплина__Металлические конструкции
НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Тема курсового(й) проекта (работы) «Проектирование и расчет конструкций рабочей площадки»
Исходные данные к курсовому(й) проекту (работе) шаг колонн в продольном направленииL= 14м; Шаг колонн в поперечном направлении B = 4 м; Отметка чистого пола +-000м; Отметка габарита помещения H1 = 7 м; Пол рабочей площадки-асфальтовый ;
Полезная нормативная нагрузка gврн = 18 кНм2; Размер рабочей площадки в плане ЗL
Содержание текстовой части (перечень подлежащих разработке вопросов)_Балка настила и вспомогательные балки – прокатные; главные балки - составные сварные; колонны сплошные или сквозныесоставные сварные;
Перечень графического и иного материала (с точным указанием обязательных чертежей) Балки настила вспомогательные балки главная балка колонна
График выполнения курсового проекта:
Наименование этапа выполнения курсового проекта
Расчетная часть включающей расчет и конструирование главной балки и колонны с базой и оголовком
Дата выдачи задания __02.09.2019год
РАСЧЕТ БАЛОК В БАЛОЧНОЙ КЛЕТКЕ НОРМАЛЬНОГО ТИПА5
2. Расчет балки настила6
РАСЧЕТ БАЛОК В БАЛОЧНОЙ КЛЕТКЕ УСЛОЖНЕННОГО ТИПА8
2 Расчет балки настила8
3 Расчет вспомогательной балки9
РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ11
1. Определение нагрузок и статический расчет.11
РАСЧЕТ ЦЕНТРАЛЬНО – СЖАТОЙ КОЛОННЫ22
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ БАЗЫ КОЛОННЫ27
1 Расчет опорной плиты базы27
Список использованной литературы33
Рабочие площадки промышленных зданий состоят из элементов балочной клетки (настила главных и вспомогательных балок) колонн и связей. Назначение связей - создание горизонтальной жесткости рабочей площадки необходимой для обеспечения нормальных условий эксплуатации и продолжительности срока службы сооружений. Связи воспринимают горизонтальные усилия возникающие при торможении завалочных машин и транспортного оборудования и передают их на базы колонн (рис. 1 ) .
Рис. 1 Схема рабочей площадки
Проектирование балочной клетки и колонн рабочей площадки начинается с составления схем расположения балок в ячейке.
Выбор наилучшего варианта балочной клетки производится при проектировании который представляет собой творческий созидательный процесс допускающий многообразие инженерных решений. Задача проектировщика заключается в выборе наилучшего варианта не только по весу но и с учетом трудоемкости изготовления и монтажа конструкций.
Ниже рассмотрены вопросы расчета и конструирования рабочих площадок промышленных зданий и сооружений.
Конструкции следует рассчитывать по правилам сопротивления материалов и в соответствии со СП 16-13330-2011 “Стальные конструкции” [1] и СП 53-102-2004 “Общие правила проектирования стальных конструкций” [2]. Кроме того при выполнении разделов курсовой работы следует руководствоваться соответствующими главами учебников по металлическим конструкциям [3;4]. Определение нагрузок и допускаемых прогибов следует выполнять в соответствии с указаниями СП 20-13330-2011 “Нагрузки и воздействия” [5].
Если рабочая площадка расположена в зданиях и сооружениях ТЭС и АЭС то их конструкции относит к 1-му уровню ответственности и предъявляет особые требования по выбору материалов определению нагрузок и т.д.. Коэффициент надежности по ответственности (назначению) в этом случае принимают Yn=1 и более [1;2;3]. если рабочая площадка расположена в зданиях и сооружениях других промышленных производств (например металлургические цеха и литейные цеха) то их конструкции относят ко 2-му уровню ответственности и коэффициент надежности по ответственности (назначению) в этом случае принимают Yn=1-095.
Для зданий и сооружений I и II уровней ответственности должны учитываться дополнительные требования к нагрузкам устанавливаемые специализированными организациями.
В курсовой работе можно предположить что проектируемая рабочая площадка находится внутри здания которое относит к 1 или 2 уровню ответственности и поэтому коэффициент по ответственности (назначению) можно принять равным Yn=1.
РАСЧЕТ БАЛОК В БАЛОЧНОЙ КЛЕТКЕ НОРМАЛЬНОГО ТИПА
Плоский стальной несущий настил нужен для создания перекрытия состоит из стального листа и приваривается к балкам настила угловыми сварными швами.
Рис.2. Плоский стальной настил:
а – опирание настила на балки; б – расчетная схема.
Если нагрузка воздействующая на стальной настил не превышает 50 кНм2 и относительный прогиб составляет не более (ограничивается нормами) то несущая способность настила будет заведомо обеспеченной и расчет настила осуществляется из условия жесткости по следующей формуле
где – искомое отношение пролета настила к его толщине;
– заданное отношение пролета настила к его предельному прогибу;
E1 - цилиндрическая жесткость настила; Е = 206·104 кНсм2 – модуль упругости стали; = 03 – коэффициент Пуассона.
Принимаем n0 = =150; Е1 кНсм2 и определяем:
откуда толщина настила
26 см. принимаем tн =12 мм.
Примечание. Толщина настила должна быть согласована со стандартом на листовую сталь и может быть округлена в меньшую сторону т.к. фактический пролет настила (рис.1).
2. Расчет балки настила
Подбор сечения балки настила производится из условия прочности изгибаемого элемента по формуле:
где Mma С1 – коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций принимаемый предварительно при подборе сечения равным 11 и в дальнейшем уточняемый при проверке прочности сечения по табл. 1; Wх – момент сопротивления сечения; Ry – расчетное сопротивление стали; для стали класса прочности С245 находим Ry=240 МПа= 24 кНм2 γс=1 – коэффициент условия работы.
Значение коэффициента С1
Табл. 1.1. Схема сечения
Рис. 3. Схема балочной клетки
Рис.4. Схема опирания балки и эпюра моментов
Определяем линейную нормативную и расчетную нагрузки действующие на балку
Линейная нормативная нагрузка:
Линейная расчетная нагрузка:
где γп=105 – коэффициент надежности (постоянной нагрузки) собственного веса металлических конструкций.
Максимальный расчетный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления балки определяются по следующим формулам:
По сортаменту принимаем прокатный двутавр №24 со следующими характеристиками:
Уточняем значение коэффициента С1:
Аf = 1.1·11.5 = 12.65 см2; Аw = А - 2Аf = 34.8 - 2·12.65 = 9.5 см2.
331интерполяцией находим С1=106.
Проверка подобранного сечения
Учитывая собственный вес балки настила вычисляем фактическую линейную нормативную и расчетную нагрузки балки и максимальный изгибающий момент:
Проверяем а) прочность и б) жесткость подобранного сечения балки:
Условие прочности удовлетворено.
Недонапряжение в прокатных балках может достигать 10÷15%.
где [f] = – допустимый прогиб для балок настила и вспомогательных балок.
Условие жесткости также выполняется.
Определим расход стали на 1 м2 площади перекрытия
РАСЧЕТ БАЛОК В БАЛОЧНОЙ КЛЕТКЕ УСЛОЖНЕННОГО ТИПА
Назначаем n0 = 150 тогда 111.43 и =0.89 см
Принимаем tн=9 мм. Вес 1 м2 настила
2 Расчет балки настила
Определим линейную нормативную и расчетную нагрузки действующие на балку
Т.к. пролет балки настила lб.н.=3.5 м что намного меньше длины профильного проката балки могут быть приняты неразрезными двухпролетными длиной 7 м. Максимальный изгибающий момент с учетом выравнивания опорных и пролетных моментов при образовании шарнира будет равен:
Требуемый момент сопротивления (C1=1 т.к. образование шарнира пластичности учтено при вычислении изгибающего момента):
Из сортамента прокатных двутавров принимаем двутавр № 16 со следующими характеристиками:
Определяем нагрузку и изгибающий момент с учетом собственного веса балки настила:
Условие жесткости также удовлетворено.
3 Расчет вспомогательной балки
Ход расчета аналогичен расчету балки настила т.е. сперва определяем нормативную и расчетную нагрузки действующие на вспомогательную балку:
Далее вычисляем максимальный изгибающий момент и требуемый момент сопротивления сечения балки:
По сортаменту принимаем двутавр № 36 имеющий следующие характеристики:
Аf =14.5·1.23 =17.8 см2; Аw = А - 2Аf = 61.9-2·17.8=26.3 см2.
68интерполяцией находим С1=11.
Определяем нагрузку и изгибающий момент с учетом собственного веса вспомогательной балки:
Недонапряжение: 100% не превышает допустимые пределы.
Принимаем второй вариант усложненный тип балочной клетки.
РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
Для расчета главной балки следует определить нагрузки произвести ее статический расчет и по максимальным значениям M и Q с учетом собственного веса произвести подбор составного сечения главной балки. Собственный вес балки обычно составляет незначительную часть (1÷3%) от внешней нагрузки.
1. Определение нагрузок и статический расчет.
Главная балка загружена сосредоточенными силами F опорных реакций давлений вспомогательных балок. Подсчет сосредоточенных сил F действующих на главную балку удобнее вести в табличной форме
Нормативная нагрузка (кН)
Коэф. Надежности по нагрузке
Расчетная нагрузка (кН)
Временная полезная (по зданию)
Максимальный изгибающий момент и поперечная сила равны:
2.Подбор сечения главной балки.
Из условия прочности изгибаемого элемента определим требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки:
где – коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций;
- расчетное сопротивление стали
– коэффициент условия работы.
Далее необходимо установить рациональную высоту сечения для чего определяем оптимальную и минимальную высоту балки:
где К=115÷12 (Принимаем К=12) – конструктивный коэффициент составных балок;
(Принимаем – толщина стенки принимаемая предварительно;
– модуль упругости стали;
[]= – относительный допустимый прогиб
Сравнивая полученные значения и принимаем высоту балки h=116 см так как выполняется неравенство ().
Назначаем высоту стенки
Таким образом размеры стенки предварительно равны:
Проверяем на срез прочность принятых размеров стенки:
Где - расчетное сопротивление стали на срез.
Условие прочности стенки на срез удовлетворено следовательно принятые размеры стенки приемлемы.
Далее необходимо определить размеры поясных листов при этом следует обеспечить необходимый момент сопротивления сечения балки.
Требуемый момент инерции поясов равен: где
- требуемый момент инерции сечения балки;
– момент инерции сечения стенки.
Задаваясь шириной поясных листов (Примем
Сечение поясных листов будет: .
Для обеспечения местной устойчивости сжатого пояса необходимо выполнение условия:
. Условие удовлетворено.
3.Проверка прочности подобранного сечения балки.
Определим фактические геометрические характеристики сечения балки:
б) момент сопротивления:
Рис.5. Поперечное сечение балки
Находим вес 1 п.м. балки:
Где и – конструктивные коэффициенты учитывающие превышение фактического веса элемента над теоретическим.
Затем уточняем загружение балки изгибающий момент поперечную силу:
и проверяем прочность балки:
Недонапряжение: (находится в допустимых пределах)
4.Изменение сечения балки по длине.
С целью экономии материала сечение балки рекомендуется уменьшить в приопорных зонах за счет ширины поясных листов. Место изменения примерно равно 16 пролета от опоры балки. Новая ширина поясов () должна удовлетворять следующим конструктивным условиям (толщина поясных листов при этом не меняется):
Стык узкой и широкой частей пояса может быть прямым или косым (равнопрочным).
Рис.6. Изменение сечения балки по длине
Примечание. Прямой стыковой шов рациональнее косого однако необходимо обеспечить его прочность в растянутом поясе балки где расчетное сопротивление сварного шва Rwy= только при выполнение следующих условий: а) концы швов выведены на технологические прокладки; б) имеются приборы физического контроля качества шва. В противном случае Rwy=085 . В сжатых стыковых соединениях Rwy= независимо от методов контроля. Определим из условия прочности требуемую ширину поясного листа:
Проверим прочность сварного шва прямого стыка в растянутой зоне предварительно вычислив геометрические характеристики измененного сечения:
– предполагаем что нет физических методов контроля качества шва.
Рис.7. Геометрические размеры поперечного сечения балки
Условие прочности прямого стыкового шва в нижнем поясе удовлетворительно.
5.Проверка прочности сечения балки на действие приведенных напряжений.
Проверку рекомендуется провести с учетом развития пластических деформаций в месте изменения сечения поясных листов на уровне швов:
– статический момент поясного листа.
Условие удовлетворено.
6.Проверка общей устойчивости балки.
Общая устойчивость балки проверяется по формуле:
Где – момент сопротивления сжатого пояса;- коэффициент определяемый по СНиП.
Устойчивость балок можно не проверять если выполняется условие
Где – расчетная (свободная) длина балки.
Условие удовлетворяется и следовательно общая устойчивость балки будет обеспечена.
7. Проверка и обеспечение местной устойчивости сложного пояса и стенки балки.
7.1.Местная устойчивость сжатого пояса балки обеспечена так как при подборе его сечения было выполнено условие:
7.2.Местная устойчивость стенки балки будет обеспечена если условная гибкость стенки
Условие удовлетворительно поэтому укреплять стенку поперечными ребрами жесткости не требуется.
8. Расчет соединения поясов со стенкой балки.
Соединение поясов составной балки со стенкой осуществляют поясными сварными швами которые при изгибе балки предотвращают сдвиг поясов относительно стенки
Расчетная способность поясных швов должна быть не менее сдвигающего усилия Т возникающего в их уровне на поверхности контакта стенки с поясами. Усилие Т стремится срезать поясные швы.
Из условия прочности определяем требуемый катет углового шва:
Где Q – расчетная поперечная сила; – статический момент сечения пояса; – момент инерции сечения балки; – коэффициент условия работы сворного шва; - коэффициент условия работы конструкции; –меньшее из значений (срез по металлу шва) и (срез по границе сплавления); и – коэффициенты глубины проплавления шва; и - расчетные сопротивления при срезе металла шва и металла границы сплавления.
Примем полуавтоматическую сварку с положением шва
; значения СНиП II-23-81.
Следовательно срез произойдет по металлу шва.
Катет сварного шва следует определять для двух сечений – с узкими и широкими поясными листами:
а)для сечения балки с узкими поясными листами:
б)для сечения балки с широкими поясными листами:
Значения катетов угловых швов определённых из условия прочности необходимо сопоставить с минимальным значением катета шва исходя из конструктивных требований при () Примем по всей длине балки.
9. Конструирование и расчет опирания балки
Конец балки в месте ее опирания на колонны укрепляют опорным ребром и таким образом все опорное давление балки передается на колонну через это опорное ребро. Опорное ребро для передачи опорного давления надежно прикрепляют к стенке балки сварными швами
Размеры опорного ребра определяются из условия прочности на смятие его торца:
Где N – опорное давление балки;
– площадь смятия торца опорного ребра;
- расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности
Найдем требуемую площадь смятия:
По конструктивным требованиям
Исходя из условия обеспечения местной устойчивости ширина опорного ребра не должна превышать:
Условие удовлетворено
Опорное ребро как сжатая стойка должно быть проверено на устойчивость относительно оси z-z. В расчетную площадь включают само ребро и участок стенки шириной
Где – коэффициент продольного изгиба зависящий от гибкости ;
- расчетная длина опорного ребра. – опорное давление балки
– расчетная площадь.
Предварительно вычислим момент инерции и радиус инерции расчетного сечения также гибкость опорного ребра:
Находим значение коэффициента продольного изгиба и проверяем устойчивость опорного ребра:
Далее определяем катет шва крепящего опорное ребро к стенке балки. Опорное ребро может быть прикреплено к стенке балки только ручной сваркой (из-за относительно небольшой длины сварного шва и невозможности фиксации балки в положении со швом в лодочку или нижним) для которой ; .
Следовательно срез проходит по металлу шва.
Рис. 8. Конструкция опорного ребра
Где ; – суммарная длина сварных швов крепящих опорное ребро к стенке балки.
10.Расчет монтажа стыка.
Место расположения монтажного стыка определяется исходя из веса балки условий транспортирования и монтажа.
Если разделить балку на 2 отправочные марки то каждая из них будет весом приблизительно 1.96 т и длиной 7 м.
Определим изгибающий момент в месте расположения стыка и требуемую площадь монтажных накладок поясов:
стык осуществляется без накладок.
РАСЧЕТ ЦЕНТРАЛЬНО – СЖАТОЙ КОЛОННЫ
Колонны предназначены для восприятия давления вышележащих конструкций и передачи его на фундамент. В конструктивном отношении стержень колонны может быть сплошным или сквозным. Расчет колонны начинают с определения приходящейся на нее нагрузки N: каждая из двух соседних балок передает на колонну свое опорное давление:
Материал – сталь марки 18 кп с расчетным сопротивлением Расчетная длина стержня колонны с шарнирным закрепление концов и с учетом заглубления базы будет равна
где – коэффициент приведения к расчетной длине сжатого стрежня с шарнирным закреплением концов.
Примечание. Для сплошных колонн с расчетной нагрузкой меньше 2500 кН рекомендуется задаваться гибкостью для более мощных колонн с нагрузкой 2500-4000 кН можно задаваться гибкостью для сквозных колонн с расчетной нагрузкой меньше 2500 кН рекомендуется гибкость а для более мощных колонн с нагрузкой 2500-4000 кН .
Предельная (допустимая) гибкость для колонн
1.Расчет сплошной колонны
1.1.Подбор сечения колонны
Требуемая площадь сечения колонны определяется из условия устойчивости центрально-сжатого стержня:
где – коэффициент продольного изгиба определяемый по таблицы в зависимости от гибкости λ; коэффициент условия работы.
Задаемся гибкостью λ=100
Далее необходимо скомпоновать сечение. Наиболее распространённым типом сечения сплошной колонны является сварной двутавр из трех листов. Определяем требуемый радиус инерции двутаврового сечения соответствующий заданной гибкости:
Рис.9. Геометрические размеры поперечного сечения колонны
и используя зависимость радиуса инерции от габаритных размеров сечения b и h и можно определить в первом приближении габаритные размеры сечения:
где коэффициенты зависящие от типа сечения и обеспечивающие равноустойчивость стержня колонны .
Табл. 4.1. Значения радиусов инерции сечений
Т.к. h приблизительно в два раза меньше b то учитывая производственные условия применения автоматической сварки при соединении стенки к поясам рекомендуется увеличить h до По компонуем сечение подбирая толщину поясных листов и стенки но так чтобы обеспечить их местную устойчивость:
где – условная гибкость стержня колонны.
Рекомендуемые толщины листов для поясов для стенки
Назначаем поясные листы сечением и стенки мм.
1.2.Проверка устойчивости колонны
Для проверки устойчивости колонны подобранного сечения определяем его геометрические характеристики:
По большему из по таблице находим значение коэффициента продольного изгиба включив в действующую нагрузку собственный вес колонны
Проверяем её устойчивость:
Недонапряжение: находится в допустимых пределах.
В центрально – сжатых колоннах сдвигающие усилия между стенкой и поясами незначительны поэтому поясные швы принимают конструктивно. Примем
1.3.Проверка и обеспечение местной устойчивости поясов и стенки сплошной колонны
Условная гибкость стержня колонны:
a)Местная устойчивость поясов будет обеспечена если:
b)Местная устойчивость будет удовлетворена если:
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ БАЗЫ КОЛОННЫ
База центрально-сжатой колонны состоит из опорной плиты а также может содержать траверсы ребра и диафрагмы и обеспечивает закрепление колонны в соответствии с принятой расчетной схемой.
Рис.10. База колонны.
Анкерные болты ставятся без расчета в количестве двух или четырех штук диаметром 2030 мм.
1 Расчет опорной плиты базы
Требуемая площадь опорной плиты определяется из условия прочности бетона фундамента при местном сжатии:
где N – усилие в колонне распределяемое плитой на фундамент; – расчетное сопротивление бетона при местном сжатии; расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие (призменная прочность); коэффициент повышения прочности бетона при местном сжатии; коэффициент условия работы конструкции.
По заданию – бетон класса B10.
Ширину плиты назначают по конструктивным соображениям принимая свес плиты а толщину траверсы Принимаем
Имея ширину определяем длину плиты:
Фактическая площадь плиты больше требуемой.
Среднее реактивное расчетное давление на плиту равное напряжению в бетоне под плитой базы:
Толщину опорноq части плиты рассчитывают из условия прочности ее при изгибе на действие реактивного давления фундамента.
В соответствии с конструкцией базы опорная плита расчленяется колонной и распределительными элементами (траверсами ребрами диафрагмами) на участки опертые на 4 стороны (участок 1) на З стороны (участок 2) на 2 стороны (участок З) и консольные (участок 4).
Наибольший расчётный изгибающий момент действующий на полосе плиты шириной 1 см в участках опертых на четыре стороны равен ; на три стороны на две стороны ; консольном; где - коэффициент зависящий от отношения более длинной стороны Ь к более короткой а; — коэффициент зависящий от отношения закреплённой стороны к свободной ; — коэффициент зависящии от отношения диагонали участка к высоте от вершины угла до диагонали.
Вычислим изгибающие моменты на различных участках плиты:
Т.к. на обоих участках т.е. эффект заделки по короткой стороне не проверяется и плиты работают как консольные с вылетом 4 и 1.7 см ребра не нужны.
По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяем её толщину из условия прочности при изгибе.
Толщину плиты рекомендуется принимать в пределах
Усилие от стержня колонны передается на траверсы через сварные швы d длина которых и определяет высоту траверсы.
где число швов крепящих траверсы к колонне; коэффициенты условий работы шва и конструкции; меньшее из значений (при срезе по металлу шва) и (при срезе по металлу границы сплавления); сварка ручная и – коэффициенты глубины проплавления шва; - катет шва; и ; – расчетные сопротивления шва при срезе по металлу шва и по границе сплавления: ; .
Примечание. Высота траверсы (длина шва) не должна превышать 85.
Вычисляем прочностные характеристики шва:
Срез шва произойдёт по металлу шва. Примем
Далее проверяем прочность траверсы на изгиб и срез в месте прикрепления её к стержню колонны.
Затем пересчитываем крепление траверсы к плите швами m:
где суммарная длина сварных швов крепящих траверсы к плите.
Размеры ребер базы назначаются:
И аналогично траверсам производится проверка прочности ребра на изгиб и срез.
Сварные угловые швы крепящие ребро к траверсе проверяются на прочность от равнодействующей напряжений от изгиба и среза:
3Расчет и конструирование оголовка колонны
Оголовок колонны предназначен для восприятия давления балок передачи этого давления на стержень колонны и осуществления сопряжения между балкой и колонной.
Сопряжение главных балок с колоннами может быть сверху или сбоку колонн. Сопряжение сбоку рекомендуется для сплошных колон а сверху — как для сплошных так и для сквозных колонн.
1.1.При опирании главной балки на колонну сбоку к последней должен быть приварен листовой опорный столик толщину которого принимают на 510 мм больше толщины опорного ребра. Торец опорного ребра и верхняя кромка столика должны фрезероваться для равномерной передачи давления. Столик приваривается к поясу колонны по трем сторонам: опорное давления балки передается на колонну через столик. Длина спорного столика определяется из условия прочности на срез угловых швов крепящих его к колонне:
где 13 – коэффициент учитывающий возможную неравномерность передачи нагрузки на столик из-за не параллельности фрезерованных торцов; опорное давление балки; (ручная сварка); катет шва назначаемы исходя из толщин свариваемых элементов; расчетное сопротивление сварного шва; коэффциенты условия работы шва и конструкции.
Опорное ребро балки прикрепляют к стержню колонны монтажными болтами с d=1625 мм в количестве 6-10Чтобы балка не зависла на болтах и плотно стала на опорный столик диаметр отверстии должен быть на 3-4 мм больше диаметра болтов.
1.2.При опирании главной балки на колонну сверху опорное давление ее передается на колонну через ребра оголовка. Ребра оголовка приваривают к горизонтальной торцовой опорной плите (швы d) и к ветвям колонны при сквозном стержне или к стенке колонны при сплошном стержне (швы С).
Если торцы ребер не фрезерованы то швы d прикрепляющие ребро оголовка к опорной плите должны быть рассчитаны на полное давление балки на оголовок. Если торцы колонны и ребер фрезерованы давление балки передается непосредственно через опорную плиту на ребра оголовка. В этом случае швы d принимаются конструктивно
Длину ребер оголовка колонны определяют из условия прочности на срез сварных швов С крепящих их к стержню колонны:
Толщину опорной плиты принимают конструктивно а ребер оголовка .
Примем фрезеровку торца колонны ребра и опорной плиты:
Назначим сварка ручная. Тогда:
Список использованной литературы
1. СП 16-13330-2016. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*. Минрегион России. М.2016.
2. Свод правил по проектированию и строительству. СП 53-102-2004 Общие правила проектирования стальных конструкций. М.2005.
3. Узлы балочных систем: Методические указания к проектированию узлов балочных площадок. – М.: МИСИ им. В.В.Куйбышева1986.
4. Металлические конструкции: Учебник для студентов учрежд. высш. проф.образования (Ю. И. Кудишин Е.И.Беленя В.С.Игнатьева и др.); под ред. Ю. И.Кудишина–13 изд. испр. – М.: Издательский центр "Академия" 2011. (Сер. Бакалавриат).
5. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*
6. Проектирование и расчет металлических конструкций рабочих площадок: учебное пособие В.С. Парлашкевич А.А. Василькин О.Е. Булатов
7. В.В. Горев Б.Ю. Уваров В.В. Филиппов и др. «Металлические конструкции.» Том 1. Элементы конструкций. 2004г.
8. ГОСТ 26020-83 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент
9. Проектирование металлических балок: методические указанияА.Г. Абовян А.А. Василькин.
10. ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы конструктивные элементы и размеры
11. Соболев Ю.В. Центрально-сжатые стальные стержни строительная механика и расчёт сооружений 1988.№2.С.69-73
12. Соболев Ю.В. Проектирование стальных стропильных ферм эффективных профилей: учебное пособие Ю.В. Соболев Г.Д. Окулов. Москва : МГСУ 1990.