Выбор марок стали и компоновка балочной клетки. Расчет и конструирование главной клетки. Расчет и конструирование колонны сплошного сечения, страница 5

R_wf=215 МПа; R_wz=0,45*R_un=0,45*490=220,5МПа; R_wun=490 МПа; β_f=0,9; β_z=1,05; γ_wf=1; γ_wz=0,85;

6. Принимаем конструктивно к=6 мм (см. табл. 2.9.[1])

Расчет соединения главной балки с колонной сплошного сечения.

Главная балка крепится к колонне сбоку. Принимаем длину опорного столика 240 мм и катет сварного шва 12мм при ручной сварке электродами типа Э50А (R_wf=215 МПа и β_f=0,7).

.. Размеры столика: 250х240

Полная длина сварных швов:

2.10Расчет монтажного стыка

Монтажный стык главной балки назначается на расстоянии Х₃=4,5м от левой опоры по следующим причинам:

·  Вес части балки не должен превышать наибольший вес отправочной единицы (по заданию 4000 кг), откуда предельная длина отправочной единицы балки из условия ограничения ее веса:

- масса 1п.м. главной балки.

Принимаем предельную длину отправочной единицы балки – 8м.

·  Монтажный стык устраивается между ребрами жесткости, следовательно- 4,5м.

Определение изгибающего момента и поперечной силы:

Разбиваем момент М_х3 на момент, воспринимаемый стенкой – М_w – и момент, воспринимаемый полкой, – М_f.

Усилие в поясе: , где h – расстояние между осями поясов.

Назначаем диаметр высокопрочных болтов 20 мм с регулированием натяжения болтов по моменту закручивания.

Диаметр отверстия, мм	Площадь сечения, см2		Временное сопротивление Rbun, МПа	Марка стали по ГОСТ 4543-71*	Способ обработки соединяемых деталей	Коэффициент трения μ	Коэффициент γh при статической нагрузке и при разности диаметров δ=3мм
	Ab (брутто)	Abn (нетто)
23	3,14	2,45	1100	38ХС «селект»	Пескоструйный	0,58	1,12

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:

 где

=1,0 – коэффициент условия работы соединения  (п. 11.13[2]) при количестве болтов в соединении больше или равно 10.

Расчет стыка стенки балки:

1. Изгибающий момент, приходящийся на стенку балки:

2. Диаметр отверстия d=23 мм.

Расстояние между центрами болтов в любом направлении в накладке стенки:

минимальное 2,5d=2,5*23≈60 мм, d- диаметр отверстия    максимальное 12t=12*8≈95 мм, t- толщина стенки

Расстояние между центрами болтов в любом направлении в накладке пояса:

минимальное 2,5d=2,5*23≈60 мм, d- диаметр отверстия    максимальное 12t=12*10=120 мм, t- толщина стенки

3. Расстояние от центра болта до края элемента в накладке стенки:

минимальное 1,3d=1,3*23≈30 мм максимальное 8t=8*8≈60 мм

Расстояние от центра болта до края элемента в накладке пояса:

минимальное 1,3d=1,3*23≈30 мм максимальное 8t=8*10=80 мм

Расположение болтов по вертикали:

4. Усилия в болте крайнего горизонтального ряда от нагрузки:

От поперечной силы:

где, m_в –число вертикальных рядов болтов; m_г – число горизонтальных рядов болтов.

Суммарное усилие на болт не должно превышать несущей способности болта:

, а допустимое

т.о <, что допустимо.

- число плоскостей условного среза.

- коэффициент условия работы =0,9 при односторонней накладке.

- расстояние м/у двумя болтами, симметрично расположенными относительно горизонтальной оси балки.

Расположение болтов в стыке:

·  Накладка стенки

Сечение балки:

Накладка пояса:

Поверка прочности ослабленного сечения балки.

1.Момент инерции ослабленного сечения стенки отверстиями под болты:

Количество болтов в полунакладке стыка поясов:

 

Усилие в поясе:

принимаем =16 штук.

2. Момент инерции ослабления поясов отверстиями под болты:

3. Суммарный момент инерции:

4. Коэффициент ослабления сечения по площади:

Площадь накладки стенки:

 больше площади нетто стенки:

Площадь поясных накладок:

больше площади нетто пояса