Сталевий каркас промислового будинку: Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни "Металеві конструкції", страница 22

s _w^p =Ös_w² +t_w²   <R_wf ,

де s_w = H/( 2b_fK_fl_ef) + 6He/(2b_fK_fl_ef² ) ;

а t_w = V_ф/ (2b_fK_fl_ef  ) .

В цих формулах R_wf - розрахунковий опір кутових швів зрізу по металу шва, дорівнює 18 кН/см²  для електродів типу Е42; b_f = 0,7 - при ручному зварюванні; K_f  - катет кутового шва ; l_ef - розрахункова довжина шва, яка приймається меншою від його повної довжини на 10мм .

У вузлі кріплення нижнього поясу сила H  притискує фланці до колони, викликаючи невеликі напруження зминання, перевіряти які не треба. У вузлі кріплення верхнього поясу сила H відриває фланець від колони, викликаючи його згин. Щоб вузол був жорстким, товщину верхнього фланця приймають 16 . . . 20мм, а відстань в між болтами призначують мінімальною. Момент при згині фланця визначають як в защемленій балці з прогоном в : М = (Н . в) / 8 .

Напруження у фланці:

s= M/W = Hв/8 : аб²/6 = 3/4 Hв/аб² £ R_yg_c/g_n ,

де а й б - відповідно довжина й товщина фланця .

Звичайно прагнуть запроектувати верхній вузол так, щоб лінія дії сили H  проходила через центр фланцюя В цьому разі напруження в швах Ш2 , які кріплять фланець до фасонки, визначають за формулою:

t_ш2 = H/2b_fk_fl_ef £ R_wf , де l_ef = а - 10мм .

Необхідну кількість болтів для кріплення фланця до колони визначають за формулою:

n ³ H/ [N]_p^в , де [N]_p^в - несуча здатність одного болта на розтягнення , [N]_p^в = R_btA_bn ; тут R_bt  - розрахунковий опір болтів розтягненню, який визначається за [1,табл.58]; A_bn - площа болта нето.

Розрахунковими зусиллями в місці з'єднання верхньої й нижньої частин колони (рис.5.9) є максимальний від'ємний момент та

відповідна нормальна сила  в перерізі 2 - 2 (див.табл.4.1). В нашому прикладі M_2-2 дорівнює -489,0кНм. Висоту траверси приймаємо 900мм у відповідності з типовою серією 1.424 - 4 "Сталеві колони одноповерхових виробничих будинків", креслення КМ, вип. 4 .

Зусилля у внутрішній полиці верхньої частини колони :

N_п = N_2-2/2 + M_2-2/b_в^{`</sup> , де b<sub>в</sub><sup>`} =71,6см = 716мм - відстань між осями полиць верхньої частини колони.; N_п = 409,0/2 + 335,5/0,716 =  = 713,1 кН .

Призначають перерізи вертикальних ребер траверси, до яких крі- питься внутрішня полиця верхньої частини колони, зі штаби _ 200х16  ( з умови рівноміцності їх площа повинна бути більшою або рівною площі колони) . Товщину швів Ш3, які кріплять ребра до траверси, визначають за формулою:

k_f = N_п / (4b_fl_efR_wf ) = 713,1 / (4x0,7x(90 - 1)x18) = 0,16см.

У відповідності з [1, п. 12.8] розрахункова довжина флангового шва повинна бути не більшою за 85b_fk_f = 85 x 0,7k_f = 59,5k_f. Поклада- ючи l_ef = 59,5k_f , знаходять

k_f = Ö N_п/( 59,5 . 4b_f . R_wf) = Ö 713,1 /(59,5x4x0,7x18) = 0,49см

Приймають товщину шва k_f = 6мм .

Призначають конструктивно товщину опорного листа уступу ко - лони t_о.л. = 30мм, товщину стінки траверси й вертикального листа зна- ходять з умови їх зминання тиском підкранових балок :

t = D_max /l_ef . R_p = 2216 / (46x33,6) =1,43см ,

де l_ef - робоча довжина, що сприймає тиск, який передається опорним ребром підкранової балки; l_ef = b_s + 2t_о.п. = 40 + 2х3 = 46см.

Приймають товщину траверси й вертикального ребра колони t=16мм .

Тиск з опорної плити на траверсу й ребро передається через фре-зеровані торці траверси й ребра. Нижній пояс траверси приймають конструктивно з листа 300х12, а верхнє горизонтальне ребро траверси з двох листів 150х12.

Розрахунковий переріз траверси зображено на  рис 5.9.  по розрізу 3-3 (див.рис.5.9). Визначають відстань до нейтральної осі y_н :

y_н = (2х15х1,2х70,6+90х1,6х46,2+30х1,2х0,6) / (2х15х1,2+90х1,6 + +30х1,2) = 42,7см ; тоді y_в =91,2 - 42,7 = 48,5см.

I_x =1,6x90³/12+90x1,6x3,5²+2x15x1,2x27,9²+30x1,2x42,1²=190794см⁴

W_{x min}= 190794 / 48,5 = 3934см³.

Розрахункові зусилля в траверсі, як в балці, яка спирається на вітки колони (рис.32), від навантаження з верхньої  частини колони:

V_пр =N_2-2x0,215/1,1 +M_2-2/1,1 =489,0x0,215/1,1 + 335,5/1,1 =401кН

Згинаючий момент біля грані верхньої частини колони :

M_тр = 401х0,518 207,7кНм.

Розрахункова поперечна сила траверси з врахуванням полрвини тиску від підкранової балки на траверсу: