Строительство и архитектура \ Металлические конструкции

Расчет балочного покрытия и сварной составной балки. Расчет сплошной и сквозной центрально-сжатой колонны, страница 4

а=2*114=228

Рассчитаем ширину и толщину ребра жесткости

Рис. 2.11. Схема положения ребра жесткости

=78 мм

=5.43452см

Проверка отсека а

Х=3,5_*С=2,8 м

1661.35 кН·м

кН

Определяем действующие напряжения

где: J₂– момент инерции большего сечения

см⁴; у=h_ef/2=114/2=57 см

36,70 кН/см²

кН/см²

(п.2.8)

Определяем критические напряжения

Где: µ=1,6/1,14=1,4

Определяем δ

Где: β- коэффициент равный 0.8 по таблице 22СНиП II-23-81*

С_cr -30 (табл. 21)

=47,58 кН/см²

Проверяем устойчивость без местных напряжений

Условие соблюдается

Проверяем устойчивость стенки с учетом местных напряжений.

где: -условная гибкость стенки

=3.93

По табл.23 [I] определяем по интерполяции С₁ =64.11 При а/h_ef =228/114=2

==101,69 кН/см²

Проверка показала, что устойчивость стенки обеспечена и постановка ребер жесткости на расстоянии а=2h_ef=2.4 м возможна.

2.12. Проектирование и расчет узлов главной балки.

2.12.1. Сопряжение пояса со стенкой.

где: τ- касательное напряжение в опорной части балки на уровне поясных швов

S_n- статический момент пояса в измененном сечении.

J_x-момент инерции в измененного сечения.

=2,08 кН/см

При расчете дальше, задаемся катетом шва h_f=8 мм, что не меньше R_f_min=8 мм по табл.38 [I]

За расчетную длину шва принимаем меньшее из двух значений.

l_w= h_w-1 см=114-1=113 см

l_w= 85 β_fK_f=85·1.1·0.8=74.8 см

По табл.34 [I] принимаем β_f=1.1 β_z=1.15

Проверяем выполнения условий обеспечения прочности:

По моменту шва

Где: 2-количество швов

l_w-длина сварного шва

K_f-катет шва

R_wf=0,55·R_wun/γ_wm= 180 МПа- расчетное сопротивление, табл.56[I] электрод Э-42;марка проволоки Св-08 и автоматической сваркой.

Где: γ_wm-коэффициент безопасности по материалу

R_wun=410 МПа- нормативное сопротивление

γ_wf= γ_wz=1

- условие соблюдается

Проверяем по металлу границе сплавления

R_wz=0,45·R_un- расчетное сопротивление сварного соединения

R_wz=0.45·38(кг/мм²)=17,1(кг/мм²)=1710кг/см²=16,77кН/см²

Условие выполняется. Прочность швов обеспечена, оставляем катеты К_f=0.8 cм

Поясные швы принимаем двусторонней, сварку автоматической.

Из условий неразрушения по металлу граница сплавления

Условие выполняется

2.12.2. Опорные части главной балки.

Решения опорной части балки показаны на ( рис.6.7).

Опорная часть балки.

Рис. 2.12.2.

При величине a £ 1,5.t_p (рис. 6.7.) требуемая площадь ребра:

, R_р=3340 (кг/см²)

где R_p – расчетное сопротивление стали смятию, принимается по [1, табл. 52].

Назначим ширину ребра равной ширине пояса в измененном сечении балки:

b_p=200 мм. Толщина ребра . По ГОСТу назначаем t_тр =16 мм. Предельное значение ширины выступающей части ребра вычисляется по формуле:

Фактический свес ребра:

Местная устойчивость опорного ребра обеспечена.

При нахождении размеров условного стержня:

Площадь условного стержня:

Условия обеспечения общей устойчивости проверяются по формуле:

Общая устойчивость опорного ребра обеспечена.

При расчете швов зададимся катетом шва k_f = 8 мм, что не меньше k_fmin = 4 мм

[1, табл. 38]. За расчетную длину примем меньшую из двух значений:

где: По табл.34 [I] принимаем β_f=0,9 β_z=1.05, R_wf=0,55·R_wun/γ_wm= 180 МПа- расчетное сопротивление, табл.56[I] электрод Э-42;марка проволоки Св-08

из условия обеспечения прочности по металлу шва:

из условия обеспечения прочности границе сплавления:

R_wz=0,45·R_un- расчетное сопротивление сварного соединения

R_wz=0,45·38(кг/мм²)=16,77кН/см²

Прочность швов обеспечена. Оставляем ранее принятый катет шва.

3. Расчет сплошной центрально – сжатой колонны.

3.1. Выбор стали: III – группа ; сталь С245; R_y-24 кН/см² ; R_u-36 кН/см²

3.2. Сбор нагрузок:

q=(33_*1,2+4,6_*1,1)_*1=44,66 kH/м²

N=q·a·в+G=44,66·3·14,4+G=1988,44 кН

3.3. Подбор сечения:

Расчет сплошной центрально – сжатой колонны начинается с подбора сечения колонны.

, Где φ-коэффициент определяемый по табл.72[I]

Чтобы предварительно определить коэффициент φ , задаемся гибкостью колонны

, Где φ=0,686-коэффициент определяемый по

табл.72[I] ; при Ry=240 МПа; λ=80

l₀/i →

Зависимость радиуса инерции от типа сечения приблеженно выражается по формулам:

i_x=α₁·h; i_у=α₂·в, где: α₁ и α₂ коэффициенты для определения соответствующих радиусов инерции.

i_x=0,43·h ; i_y=0,24·в →

h_тр=14,61/0,43=33,98см; в_тр=14,61/0,24=60,89см

По ГОСТу 82-70 принимаем ширину листа 480 мм

t_ст=h_ст/65=48/65=0,73см Принимаем 10 мм (по устойчивости)

t_пояса=(2-3)· t_ст =18 мм

Проверка сечения

A_ф=1·48+2·48·1,8=220,8 см²

=9,13см

l₀/i=1169/9,13=127,94

φ=0,375

Условие устойчивости

МПа

недонапряжение составляет 4,1%

3.4. Проверка и обеспечение местной устойчивости пояса.

, где =-по табл.29 [I]

===4,37

==23,34

Условие выполняется

3.5. Обеспечение местной устойчивости стенки

, где: -по таблице 27 [I], при m=0

48/1=48-фактическое значение

4,47≥2 ;

=1,2+0,35=1,2·+0,35·4,37·=2,73

48<=2,73·29,297=79,981

Условие выполняется

3.6.Расчет оголовка колонны

Произведем расчет оголовка колонны. Выбираем для ребра оголовка колонны сталь С245 по ГОСТ 14637ù79 (t = 20 … 40 мм), R_y = 24 кН/см², R_u = 36 кН/см².

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением

Назначим толщину ребра из условия смятия.

→→→,

где: R_p=R_u=32,7 кН/см²ù расчетное сопротивление стали смятию табл.52[I];

R_wf= 180 МПа-табл.53[I]

Высоту ребра определяем из длины шва

принимаем 40см

Проверяем металл ребра на срез

=8,870,58·24·1=13,92

Условие выполняется

Чтобы придать жесткость ребрам, поддерживающим опорную плиту, и укрепить от потери устойчивости стенки стержня колонны в местах передачи больших сосредоточенных нагрузок, вертикальные ребра, воспринимающие нагрузку, обрамляем снизу горизонтальными ребрами толщиной 25 мм которые привариваем угловым швом с катетом k_f = 8 мм.

3.7. Расчет базы колонны