МК Рабочая площадка промышленного здания

Рабочая площадка промышленного здания.dwg

Схема расположения колонн и балок
Отверстия диаметром ø23. 2. Обрезы 45мм. i-2
Сварные швы катетом Kf=6 мм
кроме оговоренных. 4. Сварные швы выполнять полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св - 08Г2С (табл. Г.1 [СП 16.13330.2017]) диаметром d= 2мм
Сварные швы главной балки выполнять автоматической сваркой в лодочку сварочной проволокой Св-08Г2С . 6. Монтаж металлоконструкций вести на болтах нормальной точности М20 класса прочности 5
Сварочные материалы для заводской и монтажной сварке швов принимать по СП 16.13330.2017. «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*». 2. Крепление настила к балки выполняем ручной сваркой электродами типа Э42. 3. Монтаж металлоконструкций вести на болтах нормальной точности М20 класса прочности 6
и монтажной сварке Кf=7мм
Ведомость отправочных элементов по схеме

Рабочая площадка промышленного здания.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ДГТУ)
Факультет Промышленное и гражданское строительство
(наименование факультета)
Кафедра «Металлические деревянные и пластмассовые конструкции»
(наименование кафедры)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
Тема: «Рабочая площадка промышленного здания»
Дисциплина (модуль) «Металлические конструкции»
наименование учебной дисциплины (модуля)
код наименование направления подготовкиспециальности
Направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство
Группа __АСЗПГС-41_
подпись дата И.О. Фамилия
подпись дата должность И.О. Фамилия
Задание на проектирование 3
Подбор сечения балки настила 6
Подбор сечения вспомогательной балки . 10
Подбор сечения главной балки .16
Расчет опирания главной балки на колонну .. 41
Расчет базы колонны 44
Задание на проектирование.
Необходимо запроектировать балочную клетку рабочей площадки производственного здания по схеме приведенной на рис.1 со следующими исходными данными:
пролет главной балки = 105 м;
пролет вспомогательной балки = 55 м;
пролет балки настила = 35 м;
шаг балок настила = 15 м.
Нормативная временная длительная равномерно распределенная нагрузка на площадке = 20 кПа.
Высота колонны Н = 6 м.
Колонны сквозные двухветвевые с соединением ветвей на планках.
Опирание главной балки на колонну - сверху.
Сопряжение вспомогательных балок с главными – в уровне .
Класс бетона для фундаментов В15. Объект нормального уровня ответственности. Коэффициент надежности по ответственности следует принимать по федеральному закону №384 от 30.12.2009 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» коэффициенты надежности по нагрузке и сочетаний нагрузок – по СП 20.13330.2011. «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*» сталь для конструкций тип электрода и сварочной проволоки – по СП 16.13330.2011. «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*».
По балкам укладываем стальной настил с рифленой верхней поверхностью. Расчетная схема настила приведена на рис. 2. Материал настила – сталь С235 (табл. В.5 [1]).
Для выполнения расчета задаемся толщиной настила которая зависит от величины нормативной временной длительной нагрузки на площадке (табл. 1.).
Назначаем толщину настила = 8 мм. Постоянная нагрузка от собственного веса 1 настила толщиной
где ρ = 7850 кг - плотность прокатной стали (табл. Г.10 [1]).
Нормативная нагрузка действующая на настил
= 20 + 0628 = 20628 (Кн).
При приварке настила к балкам требуемую толщину листа вычисляем по формуле (4.7 [4]):
где = 150 см – пролет настила (шаг балок настила);
E = 20600 кН - модуль упругости прокатной стали (табл. Г. 10 [1]);
– коэффициент поперечной деформации (Пуассона) (табл.Г. 10 [1]).
Согласно [1] сокращенному сортаменту металлопроката для применения в строительных конструкциях принимаем толщину настила .
Крепление настила к балки выполняем ручной сваркой электродами типа Э42 (табл. Г.1 [1]). При приварке в настиле возникает распор который определяем по формуле (4.8 [1]):
где – коэффициент надежности по ответственности (п.7 статьи 16 [8])
где – коэффициент надежности по нагрузке (п.8.2.2 [2]).
Катет углового шва прикрепляющего настил к балкам определяем согласно п. 14.1.16 [1]:
- по металлу границы сплавления:
где – коэффициенты для расчета углового шва (табл. 39 [1]);
- расчетная длина шва;
кН – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва (табл. Г.2 [1]);
(кН) – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу границы сплавления (табл. 4 [1]);
(кН) – временное сопротивление стали С235 разрыву (табл. В.5 [1]);
– коэффициент условий работы (табл. 1 [1]).
Согласно п. 14.1.9 [1] катет углового шва должен быть не менее указанного в табл. 38 [1]. Принимаем
Подбор сечения балки настила.
Расчетная схема балки настила приведена на рис. 3. Материал балки настила – сталь С245 (табл. В.5 [1]).
Погонные нагрузки действующие на балку настила:
коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса металлоконструкций (табл. 8.2 [1]);
(п. 7 статьи 16 [8]).
Максимальный изгибающий момент в балке
Требуемый момент сопротивления сечения балки вычисляем с учетом развития пластических деформаций согласно п. 8.2.3 [1]:
где – коэффициент для расчета на прочность с учетом развития пластических деформаций при изгибе – коэффициент зависящий от уровня касательных напряжений в балке (значения коэффициентов принимаем предварительно);
кН – расчетное сопротивление стали растяжению сжатию изгибу по пределу текучести (табл. В.5 [1]);
По сортаменту [7] принимаем двутавр 23Б2 имеющий следующие характеристики: кНcм
Нагрузка на балку настила с учетом ее собственного веса:
Уточненный максимальный изгибающий момент в балке
и максимальная поперечная сила
В расчетном сечении с поперечная сила (касательное напряжение в расчетном сечении ). Согласно п. 8.2.3 [1] при коэффициент а значение коэффициента следует определять по таблице Е.1 [1] в зависимости от отношения площадей полки и стенки двутавра.
Здесь (кНрасчетное сопротивление стали сдвигу (табл. 2 [1]).
полки к площади стенки балки настила откуда . Согласно примечанию 2 таблицы Е.1 значение не должно быть больше где коэффициент надежности по нагрузке определяемый как отношение расчетного значения эквивалентной (по значению изгибающего момента) нагрузки к нормативному. В нашем случае имеем поэтому оставляем без изменения.
Проверки подобранного сечения
Проверяем подобранное сечение на прочность по формуле (50) [1]:
Прочность в опорном сечении балки проверяем по формуле
Проверяем подобранное сечение на жесткость:
- относительны прогиб
балки настила определяемый по табл. Е.1 [2] с учетом примечания 2 данной таблицы;
Так как нагрузка на балку настила предается через стальной настил непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный то согласно п. 8.4.4 и 8.4.6 [1] устойчивость балки настила проверять не требуется.
Подбор сечения вспомогательной балки.
Расчетная схема вспомогательной балки приведена на рис. 4. Материал вспомогательной балки – стали С245.
Эквивалентные погонные нагрузки на вспомогательную балку:
где - коэффициент для расчета на прочность с учетом развития пластических деформаций при изгибе =1 - коэффициент зависящий от уровня касательных напряжений в балке (значения коэффициентов принимаем предварительно);
кН - расчетное сопротивление стали растяжению сжатию изгибу по рпеделу текучести (табл. В.5 [1]);
По сортаменту [7] принимаем двутавр 45Б2 имеющий следующие характеристики: кНcм
Эквивалентные погонные нагрузки на вспомогательную балку с учетом ее собственного веса:
Так как в расчетном сечении с поперечная сила то согласно п.8.2.3 [1] при коэффициент =1. Значение коэффициета следует определять по таблице Е.1 [1] в зависимости от отношения площадей полки и стенки двутавра.
балки настила откуда . Согласно примечанию 2 таблицы Е.1 значение не должно быть больше 115 где – коэффициент надежности по нагрузке определяемый как отношение расчетного значения эквивалентной (по значению изгибающего момента) нагрузки к нормативному. В нашем случае имеем поэтому оставляем без изменения.
Проверяем подобранное сечение на прочность по формуле
Прочность в опорном сечении балки проверяем по формуле (54) [1]:
где (кН) (табл. 1* [1]).
- относительны прогиб вспомогательной балки
предельно допустимый относительный прогиб балки настила определяемый по табл. Е.1 [2];
Так как на верхний пояс вспомогательных балок опираются балки настила то согласно п. 8.2.2 [1] необходимо выполнить проверку прочности стенки балки для чего сначала определяем местное напряжение (формула (47) [1]):
где F = 1304 кН – расчетное значение нагрузки (2балки настила);
4 см – толщина стенки вспомогательной балки;
– условная длина распределения нагрузки;
Прочность стенки вспомогательной балки проверяем по формуле:
Такую же проверку необходимо выполнить в опорном сечении вспомогательной балки где на нее действует опорная реакция балки :
Согласно п.п. 8.4.4 и 8.4.6 [1] общую устойчивость балки проверять не требуется если условная гибкость сжатого пояса балки не превышает предельных значений определяемых по формулам табл. 11 [1] (если условие не выполняется то устойчивость балки проверяют по формуле (69) [1]).
Расчетную длину балки определяем по п. 8.4.2 [1] как расстояние между точками раскрепления сжатого пояса из плоскости изгиба балками настила:
Предварительно проверяем применимость формул таблицы 11 [1].
Поскольку вспомогательная балка рассчитывается с учетом развития ограниченных пластических деформаций она относится к балкам 2-го класса по п. 4.2.7 [1] и значение предельной условной гибкости сжатого пояса балки необходимо умножить на поправочный коэффициент вычисляемы по формуле (76) [1]. Для его определения предварительно находим коэффициент по формулам (77) [1]:
На участке длины балки где учитываются пластические деформации предельная гибкость пояса балки определяется как а на остальных участках как . В рассматриваемом случае
ограниченные пластические деформации поэтому предельная гибкость пояса балки оказывается равной
Фактическая условная гибкость сжатого пояса второстепенной балки
поэтому общую устойчивость балки проверять не требуется.
Подбор сечения главной балки
Расчетная схема главной балки приведена на рис. 1.5. Материал главной балки - сталь С255 (табл. B.1 [1]).
Эквивалентные погонные нагрузки на главную балку:
где γf1 = 12 (п. 8.2.2 [2]); γf1 = 105 (табл. 8.2 [2]); γn = 10 ( п. 7 статьи 16 [8]).
Собственный вес главной балки учитываем увеличением нагрузки на 5%.
Требуемый момент сопротивления сечения балки вычисляем согласно формуле (41) [1]:
где Ry = 24 кНсм2 при толщине проката от 2 до 20 мм (табл. В.5 [1]);
Ry = 23 кНсм2 при толщине проката свыше 20 мм (табл. В.5 [1]);
Проектируем главную балку сварной составной. Компоновку составного сечения начинаем с назначения высоты балки.
Высота балки из условия жесткости
Высота балки из условия минимального расхода стали
В последней формуле толщина стенки предварительно принята из условия прочности стенки при её работе на срез
(где Rs = 058Ry = 05824 = 1392 (кНсм2) (табл. 2 [1]); γс = 10 (табл. 1 [1]) а высота балки назначается предварительно как LБ-110) и по эмпирической формуле
Принимаем tw = 10 мм – ближайшую толщину стального листа по сортаменту. Условие коррозионной стойкости tw ≥ 6 мм выполняется.
Поскольку размеры полок пока неизвестны полученные выше высоты используем для назначения высоты стенки балки из условий:
Для определения ширины полки вычисляем требуемый момент инерции сечения относительно оси x
Согласно п.8.5.18 [1] устойчивость сжатых поясов балок двутаврового сечения 1-го класса следует считать обеспеченной если условная
Приравняв две гибкости и выполнив несложные преобразования получим с учетом
Из последнего равенства имеем
Принимаем толщину полки tf =2см. Требуемая ширина полки
По сортаменту широкополочной стали (ГОСТ 82-70*) принимаем
Полная высота балки составит h = hw + 2tf =110 + 222 = 1144(см).
Из опыта проектирования рекомендуется чтобы
Геометрические размеры сечения главной балки показаны на рис. 6.
Вычисляем фактические геометрические характеристики сечения балки:
Согласно п. 8.5.18 [1] проверяем ширину поясных листов из условия их местной устойчивости. Находим предельное значение условной гибкости свеса пояса по формуле (97) [1] для чего вычисляем напряжение в сжатом поясе:
Фактическая условная гибкость сжатого пояса
Прочность балки по нормальным напряжениям проверяем по формуле (41) [1]:
Прочность балки по касательным напряжениям вычисляем по формуле (42) [1]:
В последнем выражении Rs =058Ry = 05823 = 1334 (кНсм2) (табл.2 [1]).
Условная гибкость стенки главной балки
где hef = hw = 110 см (п. 8.5.1[1]).
Стенку балки укрепляем поперечными ребрами жесткости. Расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать 2hef =2110=220 (см). Принимаем шаг ребер (рис. 1.7) a = 200см (увязываем расположение ребер с шагом вспомогательных балок).
Ширину ребра принимаем br =90 мм так как согласно требованиям п.8.5.9 [1]
Толщину ребра принимаем tr = 6 мм т.к.
В связи с тем что в местах установки ребер жесткости на верхний пояс балки действует удвоенная опорная реакция вспомогательной балки (сосредоточенная сила) Q=2347=694 (кН) поперечное ребро следует проверять расчетом на устойчивость согласно п.8.5.10 [1]. При этом в расчетное сечение включаются ребра жесткости и участки стенки
Последовательно находим:
- площадь сечения условной стойки
- момент инерции условной стойки относительно центральной оси параллельной стенке балки
- радиус инерции условной стойки
- условная гибкость условной стойки при ее высоте равной hw (п.8.5.10 [1])
- коэффициенты α=004 и =009 по таблице 7 [1] для типа сечения b;
- коэффициент по формуле (9) [1]:
- коэффициент устойчивости при центральном сжатии φ по формуле (8) [1]:
Расчет условной стойки на устойчивость выполняем по формуле (7) [1]:
Согласно п. 8.2.1 [1] при одновременном действии в стенке балки рассчитываемой по формуле (41) [1] момента и поперечной силы должны выполняться условия (44) [1]:
параллельное продольной оси балки;
y = 0 – нормальное напряжение в средней плоскости стенки перпендикулярное оси балки в том числе
Прочность стенки должна быть обеспечена по всей длине балки однако в учебных целях проверим только одно сечение главной балки в четверти пролета
может быть изменено руководителем проекта).
Изгибающий момент и поперечная сила в расчетном сечении:
Нормальное напряжение в стенке в расчетном сечении
Касательное напряжение в стенке в расчетном сечении
относительно нейтральной оси.
Выполняем проверки прочности стенки балки по (44) [1]:
Согласно п. 8.5.1 [1] требуется требуется проверять устойчивость стенки балки (п. 8.5.3 формула (80) [1]):
С учетом того что ребра в главной балке установлены под второстепенными балками =0. Устойчивость стенки балки необходимо проверять в каждом отсеке но в рамках курсового проекта достаточно рассмотреть только один отсек участок которого на рис. 1.7 заштрихован.
В связи с тем что длина отсека а = 200 см больше его высоты то при вычислении средних напряжений в отсеке принимаем расчетный участок длиной равной высоте отсека (п. 8.5.2 [1] т.е.
Изгибающие моменты и поперечные силы на расчетном участке отсека:
где x1 =26 м – расстояние от опоры до начала расчетного участка а
x2 =4 м – расстояние до конца расчетного участка.
Средние значения момента и поперечной силы на расчетном участке отсека
Нормальное напряжение в стенке посередине расчетного участка по формуле (78) [1]:
Касательное напряжение в стенке посередине расчетного участка по формуле (79) [1]:
Условная гибкость стенки по п.8.5.3 [1]
формуле (80) [1] проверять можно.
Критическое значение нормального напряжения определяем по
п. 8.5.4 [1]. При этом предварительно находим (все ссылки на СП [1]):
коэффициент по таблице 13 =08;
- коэффициент ccr по таблице 12 ccr = 3372.
Критическое значение касательного напряжения определяем по формуле (83) [1]
Подставляя все полученные значения в формулу (80) [1] имеем
При равномерно распределенной нагрузке сечение разрезной составной балки можно уменьшить в местах снижения изгибающих моментов (на расстоянии 16 пролета балки от опоры). Изменяем ширину пояса главой балки назначив стык на расстоянии x’ =185 см от опоры.
Уменьшенная ширина поясов должна составлять:
Изгибающий момент и поперечная сила в месте изменения сечения:
Требуемый момент сопротивления сечения:
сварных соединений сжатию и растяжению по пределу текучести (табл. 4 [1]).
Требуемый момент инерции балки в измененном сечении
Момент инерции стенки
Момент инерции приходящийся на поясные листы
Требуемая площадь поясных листов
Проверяем прочность по приведенным напряжениям в месте соединения полки и стенки балки по формуле (44) [1]:
Согласно п. 8.4.1 [1] проверяем устойчивость главной балки
Устойчивость главной балки в измененном сечении обеспечивается.
Прогиб балки с измененным сечением вычисляем по формуле (5.104) [6]:
Сварные швы соединяющие стенку и пояса составной двутавровой балки рассчитываем согласно п.14.4.1 [1].
Сдвигающее усилие Т (табл.43 [1]) приходящееся на 1 см длины балки:
Сварные швы выполняем автоматической сваркой в лодочку сварочной проволокой Св-08Г2С (табл. Г.1 [1]) диаметром d = 4 мм. Катет шва прикрепляющего пояса главной балки со стенкой определяем согласно требованиям табл.43 [1]:
- по металлу границы сплавления
Согласно п. 14.1.7 [1] принимаем kf = 5 мм (табл.38 [1] как для таврового сечения с двухсторонними угловыми швами автоматической сваркой для стали с пределом текучести до 285 Нмм2 и толщины поясного листа 22 мм).
Расчётная схема центрально-сжатой колонны приведена на рис. 1.8.
Материал колонны – сталь С245 (табл. В.1 [1]).
Расчетная схема колонны.
Расчётная нагрузка на колонну:
где Qmax=151872 кН – опорная реакция главной балки.
В соответствии с условиями закрепления концов колонны находим расчётную длину стержня
где =10; =10- коэффициенты расчётной длинны колонны постоянного сечения (табл. И.1 [1]).
Расчёт сечения колонны ведём относительно материальной оси х – х. задаёмся условной гибкостью колонны = 2 и по табл. Д.1 [1] для типа сечения «b» определяем коэффициент продольного изгиба =0826.
Требуемая площадь сечения вычисляем согласно п.7.2.2 [1]
где =24кНсм2 (табл. В.5. [1]);
По сортаменту [7] принимаем два двутавра40Б1 имеющие следующие характеристики:
A=6125 см2; h=392 см ;bf =165 см ; tf =095 см ; s =07 см; Iy0=7149см4; z0=275 см;
Гибкость колонны относительно материальной оси х – х:
где =180 – 60=180-600.63=1422 – предельная гибкость для сжатого элемента (табл. 32 [1]);
Проверяем устойчивость колонны относительно материальной оси х – х по формуле (7) [1]:
Соединение ветвей колонны выполняем планками (рис. 9). Ветви раздвигаем на такое расстояние от свободной оси y – y чтобы соблюдалось условие:
приведённая гибкость стержня сквозного
- – гибкость сквозного стержня в целом в плоскости перпендикулярной оси y (здесь и далее обозначения осей и размеров см. рис. 9);
- – гибкость отдельной ветви в плоскостиперпендикулярной оси
- – момент инерции сечения ветви относительно оси
- – момент инерции одной планки относительно собственной оси х – х по рис. 4 [1];
- a и lb – половина раздвижки осей колонны и длина ветви (обозначения по рисунку 9).
Согласно п.7.2.3 [1] условная гибкость отдельной ветви на участке между планками
Задаёмся расстоянием между планками см. Тогда
Величина раздвижки ветвей определяется из условия равноустойчивости колонны в двух плоскостях т.е. . При этом необходимо предварительно задаться размерами планок. Высота планки определяется из условия её жесткости где h – высота двутавра (рис. 9). Принимаем (см). Толщина планки определяется из условия местной устойчивости .
С учётом принятых размеров планок вычисляем:
планки относительно собственной оси х – х;
(см) – расстояние между осями планок.
Формулы таблицы 8 [1] применимы для колонн с числом панелей (просветом между планками) не менее 6согласно п.7.2.2 [1]. При высоте колонны 900 см и расстоянии между осями планок в 104 см число панелей в колонне будет более 6поэтому мы имеем право пользоваться формулами таблицы 8.
По табл. 8.1[5] сечения колонны из двух двутавров: откуда
Перепишем выражение для приведённой гибкости стержня с учётом условия равноустойчивости полученных выше результатов и обозначений рисунка 9:
Подставим в последнее выражение все известные величины и возведём все части равенства в квадрат:
Выполнив несложные арифметические действия получим кубическое уравнение для определения требуемой величины раздвижки ветвей:
Интересующий нас корень уравнения (см). По технологическим условиям (см).
Принимаем см и вычисляем фактическое значение приведённой гибкости стержня:
Проверяем устойчивость колонны относительно свободной оси y – y по формуле (7) [1]:
Принимаем сечение колонны b x h= 560 x 396 мм.
Расчёт соединительных элементов ветвей колонны (планок) выполняем согласно п.п. 7.2.7 и 7.2.8 [1].
Так как колонна центрально сжата (Q = 0) то вычисляем условную поперечную силу приходящуюся на планку одной грани:
- условная поперечная сила постоянная по всей длине стержня(формула (18) [1]).
Планки рассчитываем на перевязывающую силу и момент возникающие в плоскости планки от действия силы (формулы (19) и (20) [1]):
Крепление планок выполняем полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св - 08Г2С (табл. Г.1 [1]) диаметром d= 2мм.
Согласно п. 14.1.7 [1] принимаем мм так как мм
(табл. 38 [1]) а (мм) где 110мм – толщина полки швеллера ветви колонны.
Расчёт сварных швов на совместное действие поперечной силы и момента выполняем согласно п. 14.1.19 по формулам (182) и (183) [1]:
сварном шве(по металлу шва) от действия момента ;
от действия момента ;
расчётного сечения по металлу шва где – расчётная длинна сварного шва при условии его выполнения согласно рис. 9;
расчётного сечения по металлу границы сплавления;
(см2) – площадь расчётного сечения по металлу шва;
(см2) – площадь расчётного сечения по металлу границы сплавления;
см – расчётная длина шва(при условии что сварные швы заводятся на горизонтальные грани планок на 20мм);
(табл. 39 [1]); кНсм2 (табл. Г.2 [1]);
(кНсм2) (табл. 4 [1]);
кНсм2 (табл. В.5 [1]); (табл. 1 [1]).
Проверки прочности сварного соединения производим по формулам:
условие выполняется;
условие выполняется.
Расчет опирания главной балки на колонну
Главная балка опирается на колонну сверху.(рис. 10).
Требуемая площадь опорного ребра главной балки из условия смятия торцевой поверхности:
где Q= кН – опорная реакция главной балки;
– расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности при наличии пригонки (табл.2 [1]) а - расчетное сопротивление стали растяжению сжатию изгибу по временному сопротивлению ( табл.В.5 [1]);
Назначаем опорные ребра шириной =9см . Толщина ребра (с учетом среза угла на 15 см):
Принимаем толщину ребра tr = 30 мм что больше чем
см (- выступающая часть ребра).
Крепление опорных ребер к поясам и стенке балки выполняем полуавтоматической сваркой в среде С02 сварочной проволокой Св-08Г2С (табл. Г.1 [1]) диаметром d = 2мм. Согласно п. 14.1.7 принимаем kf = 7 мм.
Прочность сварных швов прикрепляющих опорные ребра к стенке балки проверяем согласно п. 14.1.16:
- мо металлу границы сплавления
где n=4 – количество сварных швов;
- расчетная длина шва ( п.14.1.7 [1]);
(кНсм2) ( табл. 4 [1]);
Согласно п.8.5.17 проверяем опорный участок балки на устойчивость из плоскости балки как стойку (условный опорный стержень) нагруженную опорной реакцией по формуле (7)[1]:
где - площадь условного опорного сжатия причем с = 165 см – расстояние от торца балки до опорного ребра;
Коэффициент устойчивости условного опорного стержня находим по формуле 8 СП [1].
Расчет базы колонны.
Размеры опорной плиты определяем из условия смятия бетона под плитой (п.3.81[3]):
- при равномерно распределенной местной нагрузке по площади смятия (п 3.81[3]);
- ( кНсм2) расчетное сопротивление бетона смятию (п 3.81[3]);
=105 (п 3.81[3]) (принимаем предварительно);
=085кНсм2 - расчетное сопротивление бетона класса B15 сжатию для предельного состояния первой группы (табл. 2.2 [3]).
Минимальная ширина плиты из условия размещения фундаментных болтов (рис. 11):
где с = 3d0 =330=90 (мм) (табл.40 [1]);
do=15d=30 (мм) – диаметр отверстия для фундаментного болта;
d=20мм – диаметр фундаментного болта ( табл.5.6 [4]).
Согласно ГОСТ 82-70* принимаем =62 см тогда размер с =98 см.
Длина плиты: (см). Принимаем =74 см.
Размеры фундамента в плане принимаем на 20 см больше в каждую сторону от опорной плиты см.
Согласно п.3.81 [3]
Перерасчет плиты не требуется.
Определяем толщину плиты. Плита работает на изгиб от равномерно-распределенной нагрузки
Рассмотрим отдельные участки плиты (п.8.6.2 [1]):
где =0075 – коэффициент определяемый по табл. Е.2 [1] при
где – коэффициент определяемый по табл.Е.2 [1] ;
поэтому в запас прочности значение принимаем как для консоли длиной
где (см) – ширина II участка;
III участок: (кНсм).
Материал плиты сталь С255 ( табл.В.1[1]). Толщина плиты по формуле (101) [1]:
где Ry=23кНсм2 (табл.В.5 [1]); (табл.1 [1]).
Принимаем =38 мм по ГОСТ 82-70*.
Крепление траверсы к ветвям колонны и опорной плите выполняем полуавтоматической сваркой в среде CO2 сварочной проволокой Св-08Г2С (табл. Г.1[1]) диаметром d=2мм. Согласно п.14.1.7 [1] принимаем kf=12мм.
Высоту траверсы h1 определяем из условия передачи усилия от ветвей колонны на опорную плиту через сварные швы. Согласно п.14.1.16 [1] длина сварных швов:
Принимаем =45 см по ГОСТ 82-70*.
Проверяем прочность траверсы на изгиб и на срез как балку с двумя консолями. Расчетная схема траверсы приведена на рис. 12. Материал траверсы сталь С255 (табл.В.1. [1]).
Погонная расчетная нагрузка на одну траверсу ( обозначение размеров по рис. 11):
( кНсм) – в середине пролета;
( кНсм) – на консоли.
Максимальный изгибающий момент в траверсе
Максимальная поперечная сила в траверсе
Прочность траверсы по нормальным напряжениям вычисляем по формуле (41) [1]:
условие прочности выполняется.
где Ry=24кНсм2 ( табл.В.5[1]);
(см3)- момент сопротивления сечения траверсы;
Прочность траверсы по касательным напряжениям вычисляем по формуле (42) [1]:
- условие выполняется;
где (см3)- статический момент сечения траверсы;
(см4)- момент инерции сечения траверсы;
(кНсм2) (табл.2[1]); (табл.1[1]).
Согласно п.8.2.1 [1] при одновременном действии в сечении момента и поперечной силы что имеет место в опорных сечениях траверсы прочность необходимо проверять по формуле (44) [1]. Для этого определим величину изгибающего момента на опоре:
а также нормальных и касательных напряжений в этом сечении
- условие выполняется
Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для техникумов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1991. – 431 с.
Металлические конструкции: Учебник для студентов высш. учеб. заведений[Ю.И. Кудишин Е.И. Беляня В.С. Игнатьева и др.]; Под общей редакцией Ю.И. Кудишина. – 8-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия» 2006. – 688 с.
Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы стальных конструкций: Учебное пособие для строит. вузов В.В. Горев Б.Ю. Уваров В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – М.: Высш. шк. 1997. – 527 с.
Сокращенный сортамент металлопроката для применения в строительных стальных конструкциях: Методические указанияД.Б. Демченко. – Ростов нД: Рост. гос. строит. ун-т 2007. – 24 с.
Федеральный закон №384 от 30.12.2009 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». – 20 с.