Выбор марок стали и компоновка балочной клетки. Расчет и конструирование главной клетки. Расчет и конструирование колонны сплошного сечения, страница 7

здесь принято закрепление нижнего конца колонны жестким (с некоторой податливостью ), главная балка жестко закрепляет верхний конец колонны , а вспомогательная балка – шарнирно , поэтому коэффициенты приведения приняты  

2.Задаемся значением коэффициента =0,89 (=45) и определяем требуемую площадь ветви сквозной колонны:

  1. Принимаем сечение колонны из двух  двутавров  №26Б1 (А=35,3см2; =4020см=10,7см; =2,64 см; =246см; h=25,76см; bf=12 см)
  2. Рис.13. Сечение сквозной колонны

Проверяем его на устойчивость относительно оси х-х (материальной), для которой:

Недонапряжение составляет:  что допустимо.

4.2.Расчет и конструирование соединительных элементов

1. Соединение ветвей планками:

Принимаем , тогда

 -  расстояние между ветвями.

2. Просвет между ветвями:

3. Принимаем размеры планки:

4. Определяем расстояние между планками:

Принимаем .

5. Вычисляем расстояние по центрам планок:

(см. схему на стр. 31).

6. Для проверки прочности планок и прикрепляющих швов определяем перерезывающую силу и момент, действующие на одну планку:

 

Планки прикрепляют к ветвям колонны угловыми швами, прочность которых при  будет меньше прочности планки, поэтому достаточно проверить прочность сварных швов.

7. Определяем площадь сечения и момент сопротивления сварного шва:

;

8. Напряжения в шве:

Равнодействующее напряжение:

9. Определяем момент инерции относительно оси у-у:

10. Вычисляем радиус инерции и гибкость стержня:

           

11. Рассчитываем приведенную гибкость:

           

12. (табл.1 приложение3 (1))

13.  Проверяем устойчивость колонны относительно свободной оси у-у:

Недонапряжение составляет:  что допустимо.

Схема соединения ветвей колонны (сквозной) планками.

4.3. Расчет и конструирование базы колонны.

Принимаем фундамент из бетона класса В 7,5 , для которого Rf = 6,075 МПа.

1. Требуемая площадь опорной плиты:

2. Ширину плиты принимаем:

           

3. Длина плиты:

4. Напряжение под плитой:

5. Принимаем конструкцию базы.  

6.Определяем изгибающие моменты:

Участок3:

где определяется по таблице 4.5. (1) в зависимости от

Участок 2:

где определяется по таблице 4.6. (1) в зависимости от

Участок 1:  Изгибающий момент для участка 1:

6. Требуемая толщина плиты по максимальному моменту на участке 3

 

Принимаем   20мм

7. Высоту траверсы находят по длине сварных швов, необходимых для прикрепления ее к стержню колонны. При 8-ми вертикальных швах катетом 0,7 см высота траверсы составит:

 

Принимаем высоту траверсы 25 см толщину 1,0 см.

8. Производим проверку траверсы на прочность:

на консольном участке:

;

;

           на  среднем участке:

9. Прочность сварных швов, прикрепляющих консоли на участке 2 к стержню колонны (высота консолей и диафрагма принята равной высоте траверсы,  т.е. 25 см):

            ;

;

;

;

;

;

.

10. Определяем прочность сварных швов, прикрепляющих диафрагму (lд = 25,76см)

;

;

Характеристики сварных швов диафрагмы такие же, как и в консоли:

;

;

.

4.4. Соединение главной балки с  колонной.

                                               Ширина опорного столика 25,76 мм. Принимаем =9мм при ручной сварке электродами Э50А, находим при = 0,7 и =215МПа.           

Принимаем столик длиной 35 см. Полная длина вертикальных швов, прикрепляемых столик:

Главная балка крепится болтами нормальной прочности 5,6 диаметром 20мм.

 4.5. Расчет прикрепления вспомогательной балки к колонне.

Прикрепление планки к колонне:

Длина планки 90 см, ширина 44 см. Необходимая длина швов:

Полная длина швов:

Прикрепление вспомогательной балки к планке:

Принимаем сталь прокатную угловую равнополочную №10 длиной 40 см и =7 мм при ручной сварке электродами Э50А, находим при =0,7 и =215МПа.


4.6. Расчет и конструирование оголовка.

Толщину плиты конструктивно принимаем 10 мм.

Используемая литература:

1.Я.М. Лихтарников «Расчет стальных конструкций», Будивельник, 1984г

2. СНиП II-23-81* «Стальные конструкции»