Расчет и конструирование элементов балочной клетки ЭУН 4 курс Ефимов А.А

ЭУн.dwg

Расчет и конструирование элементов балочной клетки
Кафедра строительных конструкций
69355-270102-КП-2012
Схема расположения элементов балочной клетки
Ведомость элементов балочной клетки
Расчетная схема настила
Схема расположения элементов балочной клетки . Узел 1.

Эун-.doc

Министерство образования Российской Федерации
Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра строительных конструкций
по дисциплине «Металлические конструкции»
«Расчет и конструирование элементов балочной клетки»
Компоновка элементов балочной клетки.3
Расчет балок настила.6
Сбор нагрузок и статический расчет.6
Проверка сечения по нормальным напряжениям.7
Проверка сечения по касательным напряжениям.7
Конструирование и расчет главной балки.8
1. Сбор нагрузок и статический расчет.8
2. Сечения главной балки9
2.3. Проверка прочности сечения главной балки.9
4. Проверка общей устойчивости.10
5. Проверка и обеспечение местной устойчивости стенки.10
5.1. Проверка местной устойчивости стенки.11
5.2. Размеры ребер жесткости.14
5.3. Расчет опорного ребра.14
6. Расчет поясных швов.17
7. Расчет узла крепления балки настила.17
8. Расчет монтажного стыка.18
7.2. Болтовой стык пояса.18
7.3. Болтовой стык стенки.20
8. Уточнение собственного веса главной балки.21
Конструирование и расчет колонны.22
1. Сбор нагрузок и статический расчет.22
2. Проверка сечения стержня.22
6. Расчет базы колонны.23
4. Расчет оголовка колонны.25
Список используемой литературы.27
Район строительства –Астрахань (Расчетная температура -23 гр.)
Полезная нормативная нагрузка -28 кНм2= 2800 кгм2
Пролет главной балки- 10 м
Пролет второстепенной балки- 4.5 м
Отметка настила - 9.2 м.
Шаг балок настила 112 =1012=0.833м
Расчетная температура- Температура воздуха наиболее холодной пятидневки °С обеспеченностью 092
Компоновка элементов балочной клетки.
Основными несущими элементами балочной клетки являются:
- Настил- относится к 3-й группе. Применяем сталь С345 до 10 мм Ry= 3400кгсм2
- Балки настила (БН) - входит в группу 2 Применяем сталь С345
- главные балки (ГБ)-являются сварными конструкциями и входят в группу 2 . Применияем сталь С345 Ry= 3200кгсм2
- колонны-относят к 3- й группе . Применяем сталь С345 Ry= 3400 кгсм2
Группу конструкций и марку стали определяем согласно табл. 50 [1]
При жестком закреплении сравнительно тонкого настила на неподвижных опорах конструкция настила рассчитывается на прогиб с распором. Размеры настила приближенно вычисляются из условия заданного предельного прогиба по формуле:
- отношение пролета настила к его предельному прогибу (величина обратная предельному значению относительного прогиба конструкции) для стального настила рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей ;
- приведенный модуль упругости стали:
(=03 – коэффициент Пуассона для стали);
- нормативное значение нагрузки воспринимаемой настилом.
Настил воспринимает полезную нагрузку и собственный вес.
Исходя из значения проектной нагрузки = 28 кНм² зададимся оптимальной толщиной настила =14 мм и определим значение нормативной нагрузки:
(ρ=7850 кгм³ – объемный вес стали)
Определим предельное отношение пролета настила к его толщине:
(4·15015)·(1+(72·2260000)((150^4)·0.29099))=84.18см
l= 84.183·1.4=117.86
Шаг балок настила 833.3 мм при толщиной настила 14 мм-
- не превышает допустимого шага
Для расчета сварного шва крепящего настил к балке
определяем силу распора по формуле:
где =12 - коэффициент надежности по нагрузке для действующей равномерно распределенной нагрузки при полном нормативном значении нагрузки >200 кгсм² (по п.3.7. [2]).
2·((3.14^2)4)·((1150)^2)·2260000·1.4=415.94кгсм
Сварные соединения рассчитываем по двум сечениям:
=07 - коэффициент глубины проплавления шва (по табл.34*[1] для ручной сварки);
=1см - длина сварного шва (ширина полоски настила закрепленной неподвижными шарнирами);
расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами для электрода типа Э50 Э50А по табл. 56[1];
=1 - коэффициент условий работы сварного шва;
=1 - коэффициент условий работы конструкции по табл. 6* [1].
Из условия прочности углового шва на срез определяем расчетную высоту катета сварного шва:
5.944(2200·1·1·0.7·1)=0.27см
)по металлу границы сплавления:
=1 - коэффициент глубины проплавления шва (по табл.34*[1] для ручной сварки);
- расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами (по табл.3 [1]);
=1 - коэффициент условий работы сварного шва.
Определяем расчетную высоту катета сварного шва:
5.944(2250·1·1·1·1)=0.18см
В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов для ручной сварки при толщине свариваемых элементов 11-16 мм должны быть не менее 06 см.
Принимаем катет сварного соединения =06 см.
Расчет балок настила.
Сбор нагрузок и статический расчет.
БН рассчитывается как частный случай в виде простой однопролетной балки на двух опорах которыми на расчетной схеме выступают ВБ.
БН воспринимает нагрузки:
- полезная Pn=28кНм2
- собственный вес настила gn=78.5·0.014=1.1кНм2
- собственный вес балки настила который в первом приближении принимаем равным 1% от полезной нагрузки: gn=28·0.01=0.28кНм2
Для определения интенсивности распределенной нагрузки действующей на БН все нагрузки приводим к погонным учитывая что ширина грузовой площади равна шагу БН:
Нормативное значение нагрузки на БН:
(28+1.099+0.28)·0.833=24.47кНм2
Расчетное значение нагрузки на БН:
(28·1.2+1.099·1.05+0.28·1.05)·0.833·1.05=30.65кНм2
где: =12 - коэффициент надежности по внешней нагрузке ;
=105 – коэффициент надежности по нагрузке для металлических конструкций (п.2.2 [2])
Максимальный изгибающий момент:
(1.03*30.65*4.5²)8=79.91кН*м
3-коэффициент учитывающий собственный вес балки.
Максимальная поперечная сила:
(30.65·4.5)2=68.96кН
Расчет на прочность разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 5400 кгссм² несущих статическую нагрузку выполняем по формуле 39 [1]:
=11 – принятый в первом приближении коэффициент учитывающий развитие пластических деформаций в элементах конструкций и зависящий от формы сечения по табл.66 [1];
= 3400 кгссм² - расчетное сопротивление по пределу текучести для стали С345;
двутавр дв24 по ГОСТ 8239-89 с характеристиками
Проверка сечения по нормальным напряжениям.
=79.91·100·100289=2765.05кгсм23400кгсм2 удовлетворяет условию прочности
Проверка сечения по касательным напряжениям.
Значения касательных напряжений в сечениях изгибаемых элементов должны удовлетворять условию п.5.12 [1]:
Q=68.963кН– максимальная поперечная сила;
Rs=0.58*Ry=0.58·3400=1972кгсм2 - расчетное сопротивление стали по сдвигу по табл.1* [1].
96·100(24·0.56)=513.1кгсм2 1972*1.1=2169.2кг*см
- условие выполнено т.е. опорные сечения БН удовлетворяют условиям прочности по касательным напряжениям.
Произведем расчет по II группе предельных состояний который для изгибаемых элементов состоит в определении вертикального относительного прогиба элемента и сравнении его с предельно допустимым.
Относительный прогиб однопролетной балки под равномерно распределенной нагрузкой определяем по формуле 7.18а [2]:
(5*24.472707*(450)^3)(384*2.1*(10^6)*3460)=1250.2
Вертикальный относительный прогиб элементов не должен превышать допустимого прогиба для балок рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей по табл.40* [1]: [fl]=1 200.
= 1250.2 1200 - условие выполнено т.е. сечение БН удовлетворяет требованиям жесткости.
Конструирование и расчет главной балки.
1. Сбор нагрузок и статический расчет.
Сосредоточенные силы от ВБ можно представить в виде равномерно распределенной нагрузки т.к. их число больше трех. Ширина грузовой площади равна шагу колонн в поперечном направлении – b= 4.5 м. ГБ воспринимает нагрузки:
- собственный вес настила qn=78.5·0.014=1.1кНм2
- собственный вес балок настила g1n=(27.3100)0.833=0.33кНм
- собственный вес главной балки
((7.85·13.242·4.5)(3.2·10^4))·1.15·10=0.17тм
c=45-теоретическая весовая характеристика
y=115- строительный коэффициент веса
Нормативное значение нагрузки на ГБ:
(28+1.099+0.328)·4.5+1.68=134.1кНм
q=13.24тм-нагрузка погонная на балку без учета собственного веса
Расчетное значение нагрузки на ГБ:
(28·1.2+1.099·1.05+0.328·1.05)·4.5+1.68·1.05=159.71кНм
(159.707*10²)8=1996.34кН*м
(159.707·10)2=798.54кН
2. Сечения главной балки
По табл.30 [1] отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должно удовлетворять условию:
- расчетная ширина свеса поясных листов;
25 0.5·((2.1·10^6)3200)^0.5=12.81cм
- размеры полки ГБ удовлетворяют условиям местной устойчивости.
Геометрические характеристики главной балки:
(1·106^3)12+2·((34·2^3)12+34·2·((106+2)2)^2)=495872.67cм4
·495872.67110=9015.87cм4
·2·54+(106·12)·(1064)=5076.5cм3
2.3. Проверка прочности сечения главной балки.
Проверку прочности по нормальным напряжениям изгибаемого элемента проводим из условия: где М – максимальное значение изгибающего момента.
96.338·100·1009015.87=2214.25кгcм2 Ry= 3200·0.95=3040кгсм2
- прочность ГБ по нормальным напряжениям обеспечена.
= ((3200·0.95–2214.25)(3200·0.95))·100=27.16%
- условие выполнено
Проверка касательных напряжений
2.303431·100·5076.5(495872.67·1)=544.95кгcм2 Rs=0.58·3200=1856кгcм2
условие выполняется
4. Проверка общей устойчивости.
Проверку общей устойчивости можно не проводить если : где:
- расчетная длина балки которую принимаем равной шагу ВБ (расстоянию между точками закреплений сжатого пояса от смещений).
- ширина сжатого пояса
- значение определяемое по формулам табл.8*[1] для балок симметричного двутаврового сечения:
- толщина сжатого пояса;
- расстояние между осями поясных листов;
при этом должны соблюдаться условия: 1 hb 6 и 15 bt 35
034=3.24 6- условие выполнено;
2=17 35- условие выполняется;
(0.41+0.0032·17+(0.73–0.016·17)·(34110)·((2.1·10^6)3200))^0.5=9.66
·10034=5.88 9.66 - условие выполняется расчет общей устойчивости ГБ не требуется.
5. Проверка и обеспечение местной устойчивости стенки.
5.1. Проверка местной устойчивости стенки.
Условная гибкость стенки балки:
(1061)·(3200(2.1·10^6))^0.5=4.14
Значение условной гибкости превышает 32 поэтому стенка должна быть укреплена поперечными ребрами жесткости в соответствии п.7.10 [1].
Расстояние между поперечными ребрами жесткости не должно превышать
шаг ребер жесткости равен а= 166.7см-
Так как длина отсека больше его высоты то устойчивость стенки в
).1-ом отсеке проверяем на расстоянии
Определим внутренние усилия в этом сечении.
9.707·10·1.1372–(159.707·1.137^2)2=804.7кН*м
9.707·102–(159.707·1.137)=616.95кН
Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения при отсутствии местных (локальных) напряжений выполняется по формуле 74 [1]:
где: и – фактические значения нормального и касательного напряжения
и - критические значения напряжений.
Нормальное напряжение:
4.7·100·1009015.87=892.54кгсм2
Касательное напряжение:
6.95·100·5076.5(495872.67·1)=631.6кгсм2
Критическое нормальное напряжение: где - коэффициент для сварных балок зависящий от коэффициента и определяемый по табл.21 [1]:
здесь – коэффициент определяемый по табл.22 [1]: =08;
8·(34106)·(21)^3=2.05
33·3200(4.14^2)=6222.78кгсм2
где 166.7106=1.57 - отношение большей стороны пластинки к меньшей;
61·(3200(2.1·10^6))^0.5=4.14
- условная приведенная гибкость стенки здесь d – меньшая из сторон пластинки;
Критическое касательное напряжение:
3·(1+0.761.573^2)·(18564.14^2)=1457.95кгсм2
Проверим условие местной устойчивости:
((892.546222.78)^2+(631.61457.95)^2)^0.5=0.461
- условие выполнено местная устойчивость ГБ обеспечена.
).2-ом отсеке проверяем на расстоянии 2.5005 м (Сечение h=106см)
Шаг ребер принимаем 166.7 см
9.707·10·2.50052–(159.707·2.5005^2)2=1497.45кН*м
9.707·102–(159.707·2.5005)=399.19кН*м
97.45273878662·100·1009015.87=1660.91кгсм2
9.1876465·100·5076.5(495872.67·1)=408.67кгсм2
Гибкость стенки при высоте 106см
33·3200(4.138^2)=6228.8кгсм2
где m= 166.7106=1.57
- отношение большей стороны пластинки к меньшей;
3·(1+0.761.573^2)·(18564.138^2)=1459.36кгсм2
((1660.9086228.8)^2+(408.671459.36)^2)^0.5=0.391
).3-ом отсеке проверяем на расстоянии 4.1675 м (Сечение h=106см) шаг ребер 166.7см
9.707·10·4.16752–(159.707·4.1675^2)2=1940.99кН*м
9.707·102–(159.707·4.1675)=132.96кН*м
40.99·100·1009015.87=2152.86кгсм2
2.9560775·100·5076.5(495872.67·1)=136.11кгсм2
Гибкость стенки при высоте 106 см
где m= 166.7106=1.57 - отношение большей стороны пластинки к меньшей;
61·(3200(2.1·10^6))^0.5=4.14 - условная приведенная гибкость стенки здесь d – меньшая из сторон пластинки;
3·(1+0.761.57^2)·(18564.138^2)=1460.67кгсм2
((2152.866228.8)^2+(136.111460.67)^2)^0.5=0.361
5.2. Размеры ребер жесткости.
Стенку ГБ укрепляем парными симметричными ребрами. Ширина выступающей части ребра в соответствии с п.7.10 [1]:
6·1030+40=75.33см 120 условию удовлетворяет
ширину ребра равной 90 мм.
·90·(3200(2.1·10^6))^0.5=7.03см 8мм – удовлетворяет условию
5.3. Расчет опорного ребра.
Принимаем высоту выступающей части опорного ребра а=15 см.
При требуемая площадь поперечного сечения опорного ребра определяем из условия прочности ребра на смятие:
001.025=4878.05кгсм2
- сопротивление смятию торцевой поверхности
=1025 – коэффициент надежности по материалу
00кгсм2- временное сопротивление стали разрыву;
8.54·1004878.05=16.37см2
Фактическая площадь поперечного сечения опорного ребра:
Участок стенки балки вблизи опоры рассчитывается на устойчивость. Расчет проводится для сечения стенки шириной:
65·1·((2.1·10^6)3200)^0.5=16.65см
Расчет опорного ребра выполняем как центрально сжатую стойку загруженную опорной реакцией с расчетной длиной равной высоте стенки
(2·34^3)12+(16·1^3)12=6552см4
(655284)^0.5=8.83см4
За расчетную длину принимаем высоту стенки на опоре. Тогда гибкость:
По табл.72 [1] принимаем коэффициент продольного изгиба: 0.978
Проверим устойчивость стенки:
8.54·100(84·0.978)=972.03кгсм2Ry= 3200·1=3200кгсм2
- устойчивость стенки обеспечена.
Рассчитаем прикрепление ребра к стенке двусторонними швами.
Сварка полуавтоматическая с применением проволоки Св-08ГА
=105 - коэффициент глубины проплавления шва (по табл.34*[1] для полуавтоматической сварки);
45·5000=2250кгсм2 - расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами (по табл.3 [1]);
=09 - коэффициент глубины проплавления шва (по табл.34*[1] для полуавтоматической сварки);
- длина сварного шва;
Rwf= 1850кгсм2 - расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами для Э42 Э42А;
50·1·1·0.9=1665кгсм2
50·1·1·1.05=2362.5кгсм2
- расчетным сечением является сечение по металлу шва.
Площадь шва: где - катет сварного шва.
Из условия прочности по металлу шва:
8.54·100(1665)=47.96см2
Условие ограничения длины флангового шва: .
Расчетная длина двустороннего шва: .
Вычислим катет сварных швов:
(47.96(170·0.9))^0.5=0.56см 1.2 мм – условие выполняется
В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов для полуавтоматической сварки при толщине более толстого из свариваемых элементов 17-22 мм должны быть не менее 07 см.
·0.9·1=76.5см смhw=106см
6. Расчет поясных швов.
Расчет поясных швов ведется на силу сдвига пояса относительно стенки. Сдвигающая сила в сварных балках: где - статический момент пояса относительно нейтральной оси сечения балки.
8.54·100·3672495872.67=591.33кг
При неподвижной нагрузке двусторонние угловые швы составных двутавровых балок рассчитываются по формулам 133 и 134 [1]:
Высота шва из условия прочности металла шва:
1.33(2·1665·0.7·1·1)=0.25см 8мм- удовлетворяет условию
Высота шва из условия прочности металла границы сплавления:
1.33(2·2250·1·1·1)=0.13см
7. Расчет узла крепления балки настила.
Длина ребра должна быть больше длины швов крепящих ребро к стенке.
Принимаем высоту шва 6мм тогда необходимая длина швов:
Опорная реакция балки настила Ra=6896.25кг
96.25(1850·1·1·0.7·0.6)=8.88см
- по металлу границы сплавления:
96.25(2250·1·1·1·0.6)=5.11см
Длина ребра принимается конструктивно в зависимости от высоты стенки Балки настила
Примем ширину ребра 120мм
·120·(3200(2.1·10^6))^0.5=9.37мм
Для соединения балки настила принимаем ботлы класса прочности 5.8
Rbp= 7500кгсм2 табл 59.
00·0.75·3.14·(22)^2=4710кг
). Расрез на смятие
00·0.75·2·0.56=6300кг
96.254710=1.462 – удовлетворяет условию
болта М 20 отверстие под болты 23 мм
8. Расчет монтажного стыка.
Монтажные стыки выполняют при монтаже балки в местах ее членения на отдельные отправочные элементы удовлетворяющие требованиям транспортирования.
Монтажный стык выполняем в среднем отсеке балки на расстоянии 4.55 м от опоры. Определим внутренние усилия в этом сечении.
9.707·10·4.552–(159.707·4.55^2)2=1980.17кН*м
9.707·102–(159.707·4.55)=71.87кН
Изгибающий момент воспринимаемый всем сечением балки распределяется между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.
Изгибающий момент воспринимаемый стенкой:
80.17·99251.33311927.55=630.06кН*м
(1·106^3)12=99251.33см4
момент инерции стенки.
Усилие воспринимаемое поясом ГБ:
(1980.17–630.06)·100·100(106+2)=125010.19кг
7.2. Болтовой стык пояса.
В болтовом стыке каждый пояс перекрыт тремя накладками с двух сторон а стенка – двумя вертикальными накладками.
Пояса перекрываем одной накладкой размерами 34 х 1.2см и двумя накладками размерами 14 х 1.2 см.
Используются высокопрочные болты d=20 мм из стали марки 40Х “селект”
поверхности накладок обрабатывают методом 1. Дробеметный
Расчетное усилие воспринимаемое каждой поверхностью трения соединяемых элементов стянутых одним высокопрочным болтом:
где: 0.7·11000=7700кгсм2- расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта в зависимости от наименьшего сопротивления болта разрыву для стали 40Х “селект”
- коэффициент условий работы соединения для 5-10 болтов
01 см2- площадь сечения болта нетто для болта диаметром 16 мм по табл. 62* [1]
58- коэффициент трения при обработке (1. Дробеметный )
- коэффициент надежности при статической нагрузке и разности диаметров отверстий и болтов 1-4 мм по табл.36* [1].
Qbh=7700·0.9·2.01·0.581.02=7920.58кг
Количество высокопрочных болтов в соединении: где k =2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов.
5010.185(2·7920.58·1)=7.89 24 удовлетворяет условию
болтов на полунакладке устанавливаемых в отверстия диаметром 18 мм.
При статических нагрузках расчет ослабленного отверстиями сечения полки проводим с учетом того что половина усилия приходящегося на каждый болт в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. Площадь отверстий больше чем 015А=015·100=15(см²) поэтому расчет проводим по условной площади сечения
Проводим расчет на прочность под действием усилия
191.1(160.48)=275.37кгсм2Ry= 3400·1=3400кгсм2
- прочность сечения ослабленного отверстиями под болты обеспечена.
7.3. Болтовой стык стенки.
Стык стенки перекрывается с двух сторон накладками сечением 40 х 0 6 см. Используются высокопрочные болты d=16 мм из стали марки 40Х “селект”
Болты устанавливаются с шагом 80 мм в два вертикальных ряда - 30 болтов на полунакладке.
Условие прочности для крайнего горизонтального ряда болтов воспринимающих максимальную нагрузку: .
где m = – число вертикальных рядов болтов в полунакладке
- расстояние между крайними рядами болтов
- изгибающий момент воспринимаемый стенкой
0.06·100·100=6300600кг*см
- плечо пар усилий в равноудаленных от нейтральной оси болтах.
^2+32^2+48^2+64^2+80^2+0^2+0^2+0^2+0^2=14080см2
00600·80(3·14080)=11932.95кг
00·0.9·2.01·0.581.02=7920.58кг - расчетное усилие воспринимаемое каждой поверхностью трения соединяемых элементов стянутых одним высокопрочным болтом.
Расчетное усилие удваиваем так как болт стягивает три листа и имеет две поверхности трения.
87·100(10·3)=239.57кг
- усилие воспринимаемое одним болтом.
((11932.955)^2+(239.567)^2)^0.5=11935.36кг*см2 7920.58·2=15841.16 кг
количество болтов достаточно
8. Уточнение собственного веса главной балки.
Собственный вес стенки:
P=7850·(106100)·(1100)·10=832.1кг
Собственный вес полок:
P=7850·(34100)·2100·10·2=1067.6кг
Собственный вес ребер жесткости:
P=2·10(200100)·7850·0.1·106·8100=66568кг
Собственный вес ребер крепления втор. балок :
Pж.в.б=2·10(0.833)·7850·0.12·0.5·1100=113.09кг
Собственный вес опорных ребер:
·7850·(34100)·2100·(106+2+2+1.5)100=119.04кг
Собственный вес главной балки:
P=832.1+1067.6+66568+113.09+119.0374=68699.83кг
Конструирование и расчет колонны.
Рассчитываем среднюю колонну как максимально нагруженную.
Колонна воспринимает нагрузки:
- собственный вес колонны принимаем равным 06 кНм.
2–(141000+(110)100+1.5100)=8.07м
Реакция от балки передаваемая на колонну:
(28·1.2+1.099·1.05+0.3277·1.05)·4.5·102+686.998·1.052=1150.38кН
Продольная сила возникающая в сечениях колонны:
·1150.38+5.0841=2305.84кН
Расчетная длина колонны:
где =10– коэффициент расчетной длины.
Расчетная схема колонны
2. Проверка сечения стержня.
Для колонны принимаем сталь С345 с расчетным сопротивлением по пределу текучести = 3400 кгссм².
A=92.4+144·2=380.4cм2
Ix=(2.2·42^3)12+2·((48·3^3)12+48·3·((42+3)2)^2)=159598.8cм4
(159598.8380.4)^0.5=20.48
(42·2.2^3)12+2·(3·48^3)12=55333.27cм4
(55333.27380.4)^0.5=12.06cм4
Коэффициент продольного изгиба: φ= 0.747 по табл.72 СНиП СК)
Условие устойчивости:
05.84·100(380.4·0.747)=811.46кгсм2Ry= 3400·1=3400кгсм2
выполнено устойчивость колонны обеспечена.
6. Расчет базы колонны.
Назначенные размеры плиты 76 х 76 см.
Фундамент выполнен из бетона класса В15 .
Расчетная нагрузка на плиту:
00.76·100(76·76)=39.83кгсм286.7кгсм2 удовлетворяет условию обеспечения прочности бетона фундамента
Условно принимаем для расчета полоску шириной 1 см.
Все выступающие за сечение колонны участки плиты работают как консоли:
Тогда изгибающий момент для участка 1 (консольный участок) :
(39.833·12.6^2)2=3161.94кгсм2
Изгибающий момент для участка 2(на 4 канта)
(0.095·39.833·22.9^2)2=992.22кгсм2
При ab =4222.9=1.83 α =0.095
Участок 3 работает как пластина опертая на три канта.
коэффициент α=0.048 табл.6.8 стр.405.(Металлические констр. Горев) при ba=1448=0.29
(0.048·39.833·48^2)=4405.21кгсм2
Требуемая толщина плиты по максимальному моменту:
(6·4405.21(3400·1))^0.5=2.79см 36 мм.- выполняется
Толщина планок и траверсы составляет 1.4 см. Высота сварного шва 1.4 см.
Высота траверсы из условия размещения сварных швов крепящих ее к стержню колонны:
- по металлу шва: 2300.76·100(4·1850·1·1·0.7·1.4)=31.73см 32 см- выполняется
00.76·100(4·2250·1·1·1·1.4)=18.26см
см что меньше предельного значения кг.
4. Расчет оголовка колонны.
Толщина опорной плиты 2 см.
Оголовок колонны состоит из опорной плиты и подкрепляющих ребер. Опорная плита передает давление от двух главных балок на ребра оголовка и фиксирует проектное положение балок при помощи монтажных болтов. Определяем размеры ребер задавшись толщиной плиты: tпл = 20 мм. Условия работы на смятие:
- длина участка смятия
- опорное давление ГБ
00.76·100(2·2.5·17)=2706.78 =4878.05 кгсм2 – выполняется
Необходимая высота швов из условия прочности:
= 2300.76·100(1850·1·1·0.7·17·4)=2.61см> 1.4 см не выполняется
00.76·100(2250·1·1·1·17·4)=1.5см> 1.4 см не выполняется
Максимально допустимая высота шва: 1.2·2=2.4 см.
Высоту ребра назначается из условия прочности швов крепящих ребро к ветвям колонны.
Высота шва 14 мм тогда необходимая длина швов:
00.76·100(4·1850·1·1·0.7·1.4)=31.73см> 28 см. –не выполняется
00.76·100(4·2250·1·1·1·1.4)=18.26см 28
см- условие выполняется.
Длина шва не должна превышать допустимого значения:
Список используемой литературы.
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции Госстрой СССР.
СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия Минстрой России.
Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов Е.И.Беленя Г.С.Веденников и др.; Под общ. ред. Е.И.Беленя. – 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1985. – 560 с.
Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учеб.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.
Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов Г.С.Веденников Е.И.Беленя В.С.Игнатьева и др.; Под ред. Г.С.Веденникова – 7-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1998. – 760 с.
Примеры расчета металлических конструкций: Учеб.пособие для техникумов А.П.Мандриков. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1991. – 431 с.
Расчет стальных конструкций: Справоч.пособие Я.М.Лихтарников В.М.Клыков Д.В.Ладыженский. – Киев: БС 1975. – 351 с.