Рабочая площадка промышленного здания

Металлы .dwg

Рабочая площадка промышленного здания
Спецификация на отправочный элемент
-950x12 9980 876 876
Требуется изготовить
Одноквартирный двухэтажный жилой дом
Монтажная схема А (отметка верха балок +7.010) все незамаркированные элементы - балки А15
Монтажная схема А (отметка верха балок +7.000) все незамаркированные элементы - балки А15
Ведомость отправочных элементов схемы А
Ведомость монтажных швов схемы А
Ведомость монтажных метизов схемы А
Всего (вес с гайками и шайбами):
Таблица заводских сварных швов на 1 марку в м
Схема расположения элементов балочной клетки
разрезы 1-1 - 3-3; узел 1
Монтаж металлоконструкций производить на болтах М16 и М20 класса точности В класса прочности 5.8 по ГОСТ 7798-70 с использованием гаек класса точности В по ГОСТ 5915-70 и шайб по ГОСТ 18123-82. В каждом болтовом соединении устанавливать по две гайки для исключения возможности самораскручивания соединений. Монтажные сварные швы выполнять электродами Э42. 2. Окраску металлоконструкций производить грунтовкой ГФ-021 по ГОСТ 25129-82 и эмалью ПФ-115 по ГОСТ 6456-76. 3. При организации отверстий в элементах клетки под болты выполнять их прожигом допускается только при условии последующей рихтовки конструкций
Все сварные швы Кf=6мм
кроме оговоренных 2. Все отверстия ø23 мм под болты М20

Пз .docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(наименование факультета)
(наименование кафедры)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
(наименование учебной дисциплины (модуля))
на тему: __РАБОЧАЯ ПЛОЩАДКА ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ__
Направлениеспециальность профильспециализация:
код направления наименование направления (специальности)
Обозначение курсового проекта (работы) Группа _
подпись (должность И.О.Ф.)
1. Задание на проектирование2
2.Расчет листового настила3
3.Подбор сечения балки настила4
Проверки подобранного сечения6
4. Определение катета сварного шва соединяющего настил с балками7
5.Подбор сечения вспомогательной балки8
Проверки подобранного сечения:11
6.Проверка прочности балки настила на опоре13
7.Подбор сечения главной балки14
Проверки выбранного сечения17
8. Проверка прочности вспомогательной балки на опоре.28
Проверки подобранного сечения30
10 Расчет опирания главной балки на колонну35
11 Расчет базы колонны37
Список литературы:43
1. Задание на проектирование
Необходимо запроектировать балочную клетку рабочей площадки производственного здания по схеме приведенной на рис. 1.1 со следующими исходными данными: пролет главной балки LБ-1=11 м; пролет вспомогательной балки LБ-2 = 5 м; пролет балки настила LБ-3 = 25 м; шаг балок настила Lн =1 м.
Нормативная временная длительная равномерно распределенная нагрузка на площадке = 23 кПа. Высота колонны H = 65 м. Колонны сквозные с соединением на планках. Опирание главной балки на колонну этажное. Сопряжение балок сбоку. Класс бетона для фундаментов B15. Объект нормального уровня ответственности. Коэффициент надежности по ответственности следует принимать по [8] коэффициенты надежности по нагрузке и сочетаний нагрузок – по [7] сталь для конструкций тип электрода и сварочной проволоки – по [6].
2.Расчет листового настила
По балкам укладываем стальной настил с рифленой верхней поверхностью. Расчетная схема настила приведена на рис. 1.2. Материал настила – сталь С245.
Для выполнения расчета задаемся толщиной настила которая зависит от величины нормативной временной длительной нагрузки на площадку Pd1n(табл.1.1)
Назначаем толщину настила t0= 8мм. Постоянная нагрузка от собственного веса 1м2 настила толщиной t0 :
где ρ=7850 кгм3 – плотность прокатной стали.
Нормативная нагрузка:
Толщина настила определяется по формуле:
Lн - пролет настила (шаг балок настила); Принимаем Lн=1м.
n0 – предельное значение прогиба.
Е1 - приведенный модуль упругости стали;
=03 – коэффициент поперечной деформации (Пуассона);
Е=206·104 мПа-модуль упругости стали.
Принимаем толщину настила равной: tнаст = 8 мм
3.Подбор сечения балки настила
Расчетная схема балки настила приведена на рис. 1.3. Материал балки настила – сталь С245.
Нормативное значение нагрузок:
Расчетное значение нагрузок:
γn=10 – коэффициент надежности по ответственности;
γf1=12 – коэффициент надежности по нагрузке;
γf2=105 – коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса металлоконструкций;
Максимальный изгибающий момент в балке:
Требуемый момент сопротивления сечения балки:
=11-коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций в сечении при изгибе;
=1-коэффициент зависящий от уровня касательных напряжений в балке.
Ry = 24 кНсм2-расчетное сопротивление стали;
γс=10 – коэффициент условий работы;
По сортаменту выбираем двутавр №18Б1
tw=43 мм; tf=65мм; R=9мм; h=177мм; bf=91мм; Pd2n=0154Кнм; I Wx=1201 см3
Нагрузки на балку настила с учетом её собственного веса:
Уточненный максимальный изгибающий момент:
Максимальная поперечная сила:
В расчетном сечении с Mx = Mmax поперечная сила Q = 0 (касательное напряжение в расчетном сечении = 0). Согласно п. 8.2.3 [6] при ≤ 05Rs коэффициент =1 а значение коэффициента cx следует определять по таблице Е.1 [6] в зависимости от отношения площадей полки и стенки двутавра.
Здесь Rs = 058Ry = 058 · 24 = 1392 (кНсм2) – расчетное сопротивление стали сдвигу (табл. 2 [6]);
Уточняем коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций в сечении при изгибе сx исходя из соотношения
Согласно примечанию 2 таблицы Е.1 [6] значение сх не должно быть больше 115γf где γf – коэффициент надежности по нагрузке определяемый как отношение расчетного значения (по значению изгибающего момента) нагрузки к нормативному. В нашем случае имеем 115γf =115·284223784=137 > 10758 поэтому оставляем сх без изменения.
Проверки подобранного сечения
Проверяем подобранное сечение на прочность по формуле (50) [6]:
γс=10 – коэффициент условий работы.
Прочность в опорном сечении балки проверяем по формуле (54) [6] :
Rs=058·Ry=058·24=1392 кНсм2;
Прочность балки настила на опоре должна проверяться также по формуле (46) [6] однако это возможно сделать только после подбора сечения вспомогательной балки.
Проверяем подобранное сечение на жесткость:
- относительный прогиб балки настила
Проверяем сечение на жесткость по формуле:
- предельно допустимый относительный прогиб
Так как нагрузка на балку настила передается через стальной настил непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный то согласно п. 8.4.4 а) [6] устойчивость балки настила проверять не требуется.
4. Определение катета сварного шва соединяющего настил с балками
Крепление настила к балкам выполняем ручной сваркой электродами типа Э42. При сварке настила возникает распор который определяем по формуле:
Катет углового шва прикрепляющего настил к балкам определяется:
-по металлу границы сплавления:
f z – коэффициенты для расчета углового шва;
Rwf=18 кНсм2 – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва;
Rwz=045Run=045·36=162 кНсм2 – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу границе сплавления;
Run=36кНсм2 – временное сопротивление стали С245 разрыву;
Согласно п. 14.1.9 [6] катет углового шва должен быть не менее указанного в табл. 38 [6] для нахлесточного углового сварного шва при ручной дуговой сварке и толщинах соединяемых элементов tнаст = 8 мм tf = 65 мм. Принимаем kf = 4 мм.
5.Подбор сечения вспомогательной балки
Расчетная схема вспомогательной балки приведена на рис. 1.4. Материал вспомогательной балки – сталь С245.
На верхний пояс вспомогательных балок опираются балки настила и нагрузка на рассматриваемый элемент рабочей площадки представляет собой систему сосредоточенных сил (опорных реакций балок настила). Однако в случае если количество этих сил три и более их можно условно заменить эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой. Эквивалентные погонные нагрузки на вспомогательную балку:
Расчетное значение нагрузок:
По сортаменту принимаем 40Б2 имеющий следующие характеристики: W I = 0547 кНм; h = 396 мм; bf =165 мм; tw = 75 мм; tf = 115 мм; R = 21мм.
Нагрузки на вспомогательную балку с учетом её собственного веса:
И максимальная поперечная сила:
Так как в расчетном сечении с поперечная сила Q = 0 то согласно п. 8.2.3 [6] при = 05Rs коэффициент =1. Значение коэффициента cx следует определять по таблице Е.1 [6] в зависимости от отношения площадей полки и стенки двутавра.
полки к площади стенки балки настила откуда =10936. 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 115 = =115·716360007=1373>10936 поэтому оставляем без изменения.
Проверки подобранного сечения:
Проверяем подобранное сечение на прочность по формуле (50) [6]:
Прочность в опорном сечении балки проверяем по формуле (54) [6]
– условие выполняется
- условие выполняется
Так как на верхний пояс вспомогательных балок опираются балки настила то необходимо выполнить проверку прочности стенки балки
Определим местное напряжение по формуле:
F=2·QmaxБН=35525·2=7105кН
lef=bfБ3+2·tf=91+2·325=156cм
Прочность стенки вспомогательной балки определяем по формуле:
- условие выполняется.
γс=10 – коэффициент условий работы.
Предварительно проверяем применимость формулы:
тогда по формуле (73) таблицы 11 имеем:
общую устойчивость балки проверять не требуется.
6.Проверка прочности балки настила на опоре
Прочность балки настила на опоре проверяем по формуле (46) [6] для чего сначала определяем местное напряжение loc:
где F = 2597 кН – расчетное значение нагрузки (Qma
tw = 043 см – толщина стенки балки настила;
b = 725 см – длина площадки опирания балки настила равная половине ширины полки вспомогательной балки минус 10мм (рис. 1.5);
h = tf + R = 065 + 09 = 155 см – расстояние от наружной грани полки балки настила до начала внутреннего закругления стенки.
7.Подбор сечения главной балки
Расчетная схема главной балки приведена на рис. 1.5. Материал – сталь С255.
В учебных целях главная балка рассчитывается в упругой стадии как конструкция первой группы в соответствии с Приложением В.
Нормативное значение нагрузок: =126244 кНм
Ry = 23кНсм2-расчетное сопротивление стали при толщине проката свыше 20мм;
Задаемся высотой балки hmin из условия жесткости
Ry = 23кНсм2- расчетное сопротивление стали;
Е=206·104 мПа-модуль упругости стали;
-предельно допустимый относительный прогиб;
Определяем оптимальную высоту балки из условия минимального расхода стали:
В последней формуле толщина стенки принята из условия прочности стенки при ее работе на срез:
Принимаем tw=10мм. Поскольку размеры полок пока неизвестны полученные выше высоты используем для назначения высоты стенки балки не менее и по возможности близкой к из условий: и принимаем равной 110 см (кратно 50 мм).
Для определения ширины полки вычисляем требуемый момент инерции сечения относительно оси х
– момент инерции стенки;
– требуемый момент инерции полок;
– требуемая ориентировочная площадь сечения полки.
Принимаем толщину полки tf =2см. Последний размер должен находиться в пределах от одной до трех толщин стенки балки для исключения необходимости выполнения неравнокатетного сварного шва соединяющего полку со стенкой. Требуемая ширина полки:
по сортаменту широкополосной стали принимаем bf=340мм
по сортаменту широкополосной стали принимаем tf=2 cм
=+2=110+22=114 см-высота главной балки
Обозначения размеров поперечного сечения главной балки приведены на рис. 1.7.
Проверки выбранного сечения
Вычисляем фактические геометрические характеристики сечения балки:
- момент инерции сечения;
- статический момент половины сечения;
- момент сопротивления сечения.
Напряжение в сжатой зоне:
Фактическая условная гибкость сжатого пояса
устойчивость пояса обеспечена причем
Прочность балки по нормальным напряжениям проверяем по формуле:
Ry = 24кНсм2- расчетное сопротивление стали;
Прочность балки по касательным напряжениям вычисляем по формуле:
Проверяем устойчивость стенки (п. 8.5.1 [6]). Условная гибкость стенки главной балки
Так как λ w> 32 то согласно п. 8.5.9 [6] стенку балки укрепляем поперечными ребрами жесткости причем расстояние между основными поперечными ребрами не должно превышать 2hef = 2·110 = 220 (см). Принимаем шаг ребер (рис. 1.8) a =125 см (увязываем расположение ребер с шагом вспомогательных балок).
Ширину ребра принимаем br = 70 мм так как согласно требованиям п.8.5.9 [6]
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=2·17907=35814 (кН) поперечное ребро следует проверять расчетом на устойчивость согласно п.8.5.10 [6]. При этом в расчетное сечение включаются ребра жесткости и участки стенки шириной 065tw с каждой стороны ребра. Последовательно находим:
-Площадь сечения условной стойки:
-Момент инерции условной стойки относительно центральной оси параллельно стенке балки:
-Радиус инерции условной стойки:
-Условная гибкость условной стойки при её высоте hw
- коэффициенты α=004 и =009 по таблице 7 [6] для типа сечения b;
Коэффициент устойчивости при центральном сжатии:
Расчёт условной стойки на устойчивость:
Согласно п. 8.2.1 [6] при одновременном действии в стенке балки рассчитываемой по формуле (41) [6] момента и поперечной силы должны выполняться условия (44) [6]:
где - нормальное напряжение в срединной плоскости стенки параллельное оси балки;
=0- нормальное напряжение в срединной плоскости стенки перпендикулярное оси балки в том числе (так как в местах опирания вспомогательных балок установлены поперечные ребра жесткости то не учитываем);
Изгибающий момент и поперечная сила в расчётном сечении:
При вычислении средних напряжений и в отсеке принимаем расчетный участок длиной равной высоте отсека т.е. ==110см.
Нормальное напряжение в стенке посередине расчетного участка:
Касательное напряжение в стенке посередине расчетного участка:
где - статический момент пояса балки относительно нейтральной оси.
а h0 = h tf = 114 2 = 112 см – расстояние между центрами тяжести полок балки (см. рис.1.7).
Выполняем проверки прочности стенки балки по (44) [6]:
- условие выполняется
-условие выполняется.
Так как > 35 то согласно п. 8.5.1 [6] требуется проверять устойчивость стенки балки (п. 8.5.3 формула (80) [6]):
С учетом того что ребра в главной балке установлены под второстепенными балками loc=0. Устойчивость стенки балки необходимо проверять в каждом отсеке но в рамках курсового проекта достаточно рассмотреть только один отсек участок которого на рис. 1.8 заштрихован.
В связи с тем что длина отсека a = 125-tr=125-06=1245 см больше его высоты hw =110 см то при вычислении средних напряжений x и xy в отсеке
принимаем расчетный участок длиной равной высоте отсека (п. 8.5.2 [6]) т.е. a' = hw =110 см.
Изгибающие моменты и поперечные силы на расчетном участке отсека:
где x1 = 140 см x2 = 250 см – расстояние от опоры до начала и конца расчетного участка соответственно.
Средние значения момента и поперечной силы на расчетном участке отсека
Нормальное напряжение в стенке в центре расчетного участка по формуле (78) [6]:
Касательное напряжение в стенке в центре расчетного участка по формуле (79) [6]:
Условная гибкость стенки по п.8.5.3 [6]
Критическое значение нормального напряжения определяем по формуле (81) [6] где коэффициент ccr для рассматриваемого случая находится п. 8.5.4 [6]. При этом предварительно находим (все ссылки на СП [6]):
- коэффициент по таблице 13 =08;
- коэффициент по формуле (84)
- коэффициент ccr по таблице 12 ccr=3325.
Критическое значение касательного напряжения определяем по формуле (83) [6]
Подставляя все полученные значения в формулу (80) [6] имеем
При равномерно распределенной нагрузке сечение разрезной составной балки можно уменьшить в местах снижения изгибающих моментов (на расстоянии 16 ее пролета от опоры) с учетом конструктивных особенностей балки.
Изменение сечения не следует делать в местах опирания на сварной двутавр других элементов рабочей площадки действия сосредоточенных нагрузок и т.п. Изменяем ширину пояса главной балки назначив стык на расстоянии х'=150см от опоры. Уменьшенная ширина поясов должна составлять: b' ≥ 05bf ; b'f ≥ 01h и b'f ≥ 180 мм.
Изгибающий момент и поперечная сила в месте изменения сечения:
Требуемый момент сопротивления сечения:
где - расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию и растяжению по пределу текучести.
Требуемый момент инерции балки в измененном сечении:
Момент инерции стенки :
Момент инерции приходящийся на поясные листы:
Требуемая площадь поясных листов:
Ширина пояса Принимаем = 20 см.
Проверяем прочность по приведенным напряжениям в месте соединения полки и стенки балки:
Согласно п. 8.4.1 и с учетом положений п. 8.4.4б [6] проверяем устойчивость главной балки измененного сечения. В учебных целях эта проверка выполняется только в месте изменения ширины полки хотя при реальном проектировании ее также необходимо производить для сечения с максимальным изгибающим моментом. Так как
Определяем общую устойчивость балки:
tf = 2 см – толщина пояса балки;
h = h0 = 112 см – расстояние между осями поясов;
bf = b'f = 20 см – ширина пояса балки;
а = 05h = 05 · h = 56 см;
t = tw = 10 см – толщина стенки балки.
По табл. Ж.1 [6] определяем = 225 + 007α = 225 + 007 · 054 = 229.
Коэффициент φ1 определяем по формуле (Ж.3) [6]:
Общую устойчивость балки проверяем по формуле (69) [6]:
Устойчивость главной балки в измененном сечении обеспечивается.
Несмотря на то что размеры главной балки назначались с учетом hmin и прогиб балки можно было бы не проверять выполним далее этот расчет применив формулу для определения вертикальных перемещений балки с измененным сечением (5.104) [2]:
Сварные швы соединяющие стенку и пояса составной двутавровой балки рассчитываем согласно п. 14.4.1 [6].
Сдвигающее усилие T (табл. 43 [6]) приходящееся на 1см длины балки:
Сварные швы выполняем автоматической сваркой в лодочку сварочной проволокой С08Г2С (табл. Г.1 [6])диаметром d=4 мм. Определяем катет шва прикрепляющего пояса главной балки со стенкой:
-по металлу границы сплавления
где n=2- количество сварных швов.
lw=1см – расчетная длина шва.
Rwz=Run·045=045·37=1665 Кнсм2 ;
Принимаем =5 мм(согласно табл 38).
8. Проверка прочности вспомогательной балки на опоре.
Прочность вспомогательной балки на опоре проверяем по формуле (46) [6] для чего сначала определяем местное напряжение loc :
где F = 179075 кН – расчетное значение нагрузки (Qma
tw = 100 см – толщина стенки балки настила;
b = 9 см – длина площадки опирания вспомогательной балки равная половине ширины полки измененного сечения главной балки минус 10мм (по рис. 1.5);
h = t f + R = 115 + 21 = 325 (см) – расстояние от наружной грани полки вспомогательной балки до начала внутреннего закругления стенки.
Расчетная схема центрально-сжатой колонны приведена на рис. 1.8. Материал колонны – сталь С245.
Расчетная нагрузка на колонну:
N = 2·Qmax =2·82736 =165472 кН
где Qmax = 82736 кН – опорная реакция главной балки
В соответствии с условиями закрепления концов колонны находим расчетную длину стержня:
y=10 – коэффициенты расчетной длины колонны постоянного сечения
Подбор сечения колонны производим относительно материальной оси x – x . Из опыта проектирования подобных конструкций (например [1] стр. 116) задаемся условной гибкостью колонны λх = 2 и по табл. Д.1 [6] для типа сечения «b» согласно табл. 7 [6] определяем коэффициент продольного изгиба φх = 0826.
Требуемая площадь сечения:
По сортаменту [5] принимаем два [40 имеющие следующие характеристики (обозначения с учетом рис. 1.10): A = 615см2; h = 40см; bf =115см; tf =135см; s = 08см Iy0 = 642см4; z0 = 275 см.
Определяем гибкость колонны относительно материальной оси х-х по формуле:
φx = 0904 (табл. Д.1 [6]).
Проверяем устойчивость колонны относительно материальной оси x – x по формуле (7) [6]:
Соединение ветвей колонны выполняем планками(рис.1.10). Ветви раздвигаем на такое расстояние от свободной оси у-у чтобы соблюдалось условие:
где приведенная гибкость стержня сквозного сечения
Согласно п.7.2.3 [6] условная гибкость отдельной ветви на участке между планками
l0тр ≤ λb1iy0 = 41 · 323 = 13243 (см).
Для удобства расстановки планок задаемся расстоянием между ними l0 = 65 см l0тр. Тогда:
Высота планки определяется из условия ее жесткости:
hпл=(05 075)h =>hпл=20 см
Толщина планки определяется из условия местной устойчивости:
tпл>hпл15. Принимаем tпл =16 мм.
Должно выполняться условие:
С учетом принятых размеров планок вычисляем:
- расстояние между осями планок.
Формулы таблицы 8 [6] применимы для колонн с числом панелей (просветов между планками) не менее 6 согласно п.7.2.2 [6]. При высоте колонны 650 см и расстоянии между осями планок в 85 см число панелей в колонне будет более 6 поэтому мы имеем право пользоваться формулами таблицы 8.
Требуемый радиус инерции сечения:
По табл. 8.1 [3] для сечения колонны из двух швеллеров iy 044b0 откуда
Перепишем выражение для приведенной гибкости стержня с учетом условия равноустойчивости полученных выше результатов и обозначений рисунка 1.9:
Подставим в последнее выражение все известные величины и возведем обе части равенства в квадрат:
Выполнив несложные арифметические действия получим кубическое уравнение для определения требуемой величины раздвижки ветвей:
Интересующий нас корень уравнения b0 = 4408 см. По технологическим условиям b0 > 2bf + 10 = 2 · 115 + 10 = 33 (см);
Принимаем b0 = 45 см и вычисляем фактическое значение приведенной гибкости стержня.
Проверяем устойчивость колонны относительно свободной оси yy по формуле (7) [6]:
Принимаем сечение колонны b x h = 450 x 400 мм.
Расчет соединительных элементов ветвей колонны (планок) выполняем согласно п.п. 7.2.7 и 7.2.8 [6].
Так как колонна центрально сжата (Q=0) то вычисляем условную поперечную силу Qs приходящуюся на планку одной грани:
- условная поперечная сила постоянная по всей длине стержня.
Сварные швы прикрепляющие планки к колонне рассчитываем на перерезывающую силу Fs и момент Ms возникающие в плоскости планки от действия силы Qs (формулы (19) и (20) [6]):
где b = b0 2z0 = 45 2 · 275 = 395 (см) – рис. 4 [6];
Крепление планок выполняем полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром d=2мм.
Согласно п. 14.1.7 [6] принимаем kf = 6мм так как kfmin = 5мм (табл. 38 [6]) а kfmax = 12 · 135 =162 (мм) где 135мм – толщина полки швеллера ветви колонны.
Расчет сварных швов на совместное действие поперечной силы Fs и момента Ms выполняем согласно п. 14.1.19 по формулам (182) и (183) [6]:
где в рассматриваемом случае
от действия момента
сплавления) от действия момента
расчетного сечения по металлу шва где
расчетного сечения по металлу границы сплавления;
по металлу границы сплавления;
f = 09 z =105 (табл. 39 [6]); Rwf = 215кНсм2 (табл. Г.2 [6]);
Rwz = 045Run = 045 · 37 =1665 (кНсм2) (табл. 4 [6]);
Run = 37кНсм2 (табл. В.5 [6]); y c=10 (табл. 1 [6]).
Проверки прочности сварного соединения производим по формулам :
10 Расчет опирания главной балки на колонну
Главная балка опирается на колонну сверху.
Рассчитываем опорное ребро главной балки на смятие торцевой поверхности. Требуемая площадь опорного ребра главной балки из условия смятия торцевой поверхности
где Q=82736 кН – опорная реакция главной балки.
==36- расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности.
=36- расчетное сопротивление стали растяжению сжатию изгибу по временному сопротивлению.
Назначаем опорные ребра шириной br=7 см. Толщина ребра (с учетом среза угла на 15см):
Принимаем толщину ребра tr =22 мм.
Крепление опорных ребер к поясам и стенке балки выполняем полуавтоматической сваркой в среде CO2 сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 2мм. Принимаем kf=7мм.
Проверяем прочность сварных швов прикрепляющих опорные ребра к стенке балки:
- по металлу границы сплавления
n=4 – количество сварных швов.
f=09; z=105; Rwf=215кНсм2; Rwz=1665кНсм2; Run=37кНсм2; γc=1.
Проверяем опорный участок балки на устойчивость из плоскости балки как стойки (условный опорный стержень) нагруженную опорной реакцией
C= b0 0.5 – tr – 10 мм = 45 0.5 – 2.2 – 1 см = 193 см
Коэффициент устойчивости условного опорного стержня находим по формуле (8) [6]. Для этого последовательно находим:
- коэффициенты α и по таблице 7 [6] для типа сечения «b»: α=004 =009;
11 Расчет базы колонны
Размеры опорной плиты определяются исходя из условия смятия бетона под плитой:
= 1- при равномерно распределенной нагрузке по площади смятия.
Rbloc=φbRb=105·085=089 кНсм2 – расчетное сопротивление бетона смятию
φb = 105 – принимаем предварительно
Rb = 085 кНсм2 – расчетное сопротивление бетона класса В15 сжатию для предельного состояния первой группы.
Минимальная ширина из условия размещения фундаментных болтов (рис.1.13).
где c = 3 d0 = 3 30 = 90 (мм) (табл. 40 [6]);
d0 = 15d = 30(мм) – диаметр отверстия для фундаментного болта;
d = 20мм – диаметр фундаментного болта (табл. 5.6 [4]).
Согласно ГОСТ 82-70* принимаем Bpl = 63 см тогда размер с=99см.
Конструктивно принимаем: Bpl x Lpl=630x630 мм
Размеры фундамента в плане принимаем на 20см больше в каждую сторону от опорной плиты BfxLf= 83 x 83 см.
Согласно п. 3.81 [4]
поэтому перерасчет принятых размеров плиты не требуется.
Определяем толщину плиты. Плита работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки
Рассмотрим отдельные участки плиты:
α1 = 0054– зависит от отношения bh=(45-2*08)40=1085
М1 = 0054·042·4342= 4272 кН*см
Отношение b1h=940=022505 – в запас прочности значение M2 принимаем как для консоли длиной b1
- ширина II участка.
Материал плиты – сталь С255. Из полученных изгибающих моментов выбираем максимальный момент и считаем толщину плиты по формуле:
Окончательно принимаем tpl =32 мм.
Крепление траверсы к ветвям колонны и опорной плите выполняют полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 2мм. Принимаем kf=10мм.
Высоту траверсы ht определяем исходя из условия передачи усилия от ветвей колонны на опорную плиту через сварные швы. Длина сварных швов:
где n=4 – количество сварных швов
Проверяем прочность траверсы на изгиб и срез как балку с двумя консолями. Материал траверсы – сталь С255.
Погонная расчетная нагрузка на одну траверсу (обозначения размеров по рис. 1.11):
Максимальный изгибающий момент в траверсе:
Максимальная поперечная сила в траверсе:
Прочность траверсы по нормальным напряжениям вычисляем по формуле:
Прочность траверсы по касательным напряжениям:
Значит меняем толщину траверсы.
Изгибающий момент на опоре:
Нормальное и касательное напряжение в этом сечении:
)СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*»
)Мандриков А.П. «Пример расчета металлических конструкций»
) Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры.
) Горев В.В. «Курс металлические конструкции»
) Маилян Р.Л.; Маилян Д.Р.; Веселев Ю.А. «Строительные конструкции»
) СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»
) Э.Б. Лукашевич Г.Б. Вержбовский В.А. Саар. «Стальные конструкции»
) СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85»