Пояснительная записка на курсовую работу "Балочная клетка из стали", страница 14

h_p=N/(4•k_ш•b_f•g_wf•R_wf•g_c)=3366/(4•0.9•0.7•1•21.5•1)=62.12 см.

Принимаем h_p=64 см.

Толщину ребра проверяем на срез по формуле согласно [2]

t=0.5•N/(2•h_p•t_p)= 0.5•3366/(2•64•1.2)=10.95 кН/см²£

£R_s=0.58•R_yn/g_m=0.58•32.5/1.025=18.4 кН/см².

Раздел 17. Расчет базы колонн

Примем для фундамента бетон марки 100, для которого R_ф=5.2 МПа. Требуемая площадь опорной плиты определяется согласно [5]

А_пл=N/R_ф=1935.16/0.52=3721.5 см².

Принимаем B_пл=55 см; тогда L_пл=А_пл/В_пл=3721.5/55=67.7 см. Примем L_пл=70 см. Конструкция базы сквозной колонны показана на рис. 17.1.

Реактивный отпор фундамента составит:

q_ф=N/A_пл=1935.16/55•70=0.5 кН/см²=5 МПа<R_ф=5.2 МПа.

Определим изгибающие моменты на различных участках плиты.

Первый участок – внутри сечения колонны с соотношением сторон b/a=31/33»1, для которого a₁=0.048 согласно [5, табл.3]. В этом случае изгибающий момент, действующий на полосе шириной 1 см

М₁=a₁•q_ф•а²=0.048•0.5•33²=26.1 кН•см.

Второй участок оперт на три канта с b₁/а=19.5/33=0.59, для которого b=0.074 согласно [5, табл. 4]. В этом случае изгибающий момент для этого участка, действующий на полосе шириной в 1 см

М₂=b•q_ф•а²=0.074•0.5•33²=40.29 кН•см.

Изгибающий момент, действующий на полосе шириной в 1 см, на третьем, консольном участке  определяется согласно [5]

М₃=q_ф•с²/2=0.5•10²/2=25 кН•см.

Принимаем, что материалом плиты является сталь марки С255 по ГОСТ 27772 – 88 (t=20…40 мм), R_y=230 МПа, R_un=370 МПа, тогда согласно [5] определяем

d_пл=Ö6•М_max/(R_y•g_c)=Ö6•40.29/(23•1)=3.2 см.

Принимаем плиту толщиной d=32 мм. Высота траверса конструктивно принимается h_тр=40 см. Производим расчет швов по менее прочному металлу соединяемых элементов. Следовательно, согласно [1, табл. 3]

R_wz=0.45•R_un=0.45•370=166.5 МПа.

Для сварки принимаем электроды Э42А, сварка полуавтоматическая, следовательно, b_f=0.7, b_z=1по [1, табл. 34]; R_wf=180 МПа по [1, табл. 56].

Определим необходимую величину катета шва, прикрепляющего траверсу к ветвям колонны.

Из условия обеспечения прочности шва на условный срез по металлу шва, согласно [5]

k_f=N/(4•l_w•b_f•R_wf•g_wf•g_c)=1935.16/[4•(40-2)•0.7•18•1•1]=1 см.

Из условия прочности шва по металлу границы сплавления, согласно [5]

k_f=N/(4•l_w•b_z•R_wz•g_wz•g_c)=1935.16/[4•(40-2)•1•16.65•1•1]=0.8 см.

Принимаем k_f=10 мм.

Определим катет углового шва, прикрепляющего траверсы и стержень колонны к плите базы. Суммарная длина этих швов с учетом непровара составляет

Sl_w=2•70+4•19.5+2•(33-2)=280 см;

k_f=N/(Sl_w•b_f•R_wf•g_wf•g_c)=1935.16/(280•0.7•18•1•1)=0.55 см;

k_f=N/(Sl_w•b_z•R_wz•g_wz•g_c)=1935.16/(280•1•16.65•1•1)=0.4 см.

В соответствии с [1, табл. 38] принимаем k_f=7 мм.

Проверим прочность траверсы, работающей на изгиб. Погонная равномерно распределенная нагрузка на траверсу определяется, согласно [5]

q_тр=q_ф•0.5•В_пл=0.5•0.5•55=13.75 кН/см.

Изгибающий момент в траверсе определяется согласно [5]

М_тр=q_тр•19.5²/2=13.75•19.5²/2=2614.2 кН•см.

Момент сопротивления поперечного сечения траверсы определяется согласно [5]

W_тр=d_тр•h_тр²/6=1•40²/6=266.7 см³;

s=М_тр/W_тр=2614.2/266.7=9.8 кН/см²<R_y=24 кН/см².

Поперечная сила определяется по формуле, согласно[5]

Q_тр=q_тр•L/2=13.75•70/2=481.25 кН;

t=Q_тр/А_тр=481.25/(1•40)=12.03 кН/см²<R_s=0.58•R_y=0.58•24=13.92 кН/см².

Приведенные напряжения в крайних точках траверсы определяются согласно [5]

s_пр=Ös²+3•t²=Ö9.8²+3•12.03²=23.03 кН/см²<1.15•R_y•g_c=

=1.15•24•1=27.6 кН/см², следовательно прочность траверсы обеспечена.

Список используемой литературы.

1.  СНиП II – 23 – 81* Стальные конструкции. М.1990г.

2.  Беленя Е.И. Металлические конструкции. М. 1985г.

3.  Балочное покрытие. Методические указания. 1988г.

4.  СНиП 2.01.07 – 85 Нагрузки и воздействия (дополнение. разд.10).

5.  Расчет сплошных и сквозных центрально-сжатых колонн. Методические указания. 1984г.