Строительство и архитектура \ Металлические конструкции

Проектирование металлических конструкций рабочей площадки производственного здания, страница 4

Поскольку местные напряжения отсутствуют из-за того, что под каждой балкой настила имеются ребра жесткости.

Местную устойчивости в этом случае будет производить во втором отсеке. Для определения напряжений и определяем среднее значение М¹₂и Q¹₂в центре отсека на расстоянии

Х2=2

Определяются действующие напряжения:

;

– условная гибкость стенки в исследуемом отсеке, в котором d – наименьшая сторона (h_W или a).

Проверка местной устойчивости:

2.4. Расчет поясных швов.

В сварных балках сдвигающая сила воспринимается непрерывными поясными швами, выполненными автоматической сваркой, и расчет соединения сводится к определению необходимого катета углового шва при работе его на срез, действующей на 1 см. длины наиболее нагруженного участка шва у опоры балки:

· по металлу шва:

· по металлу границы сплавления:

где = 2 - количество расчетных швов;

- коэффициенты глубины провара шва (табл. 34[1]), т.к. автоматическая сварка;

- расчетное сопротивление металла шва, определяемое по табл. 56[1];

- расчетное сопротивление металла границы сплавления, определяемое по

приложению 4[2] ( - определяется по табл. 51[1]);

- коэффициенты условий работы шва, принимаемые согласно п.11.2[1];

- коэффициент условий работы (табл. 6[1]);

Q =542.908 (кН) - расчетная поперечная сила над опорой;

- статический момент пояса балки относительно нейтральной оси;

- момент инерции сечения балки на опоре;

Определяется катет по металлу шва:

Определяется катет по металлу границы сплавления:

По табл. 38[1] находим, что при толщине более толстого элемента: .

Принимаем поясные швы .

2.5. Расчет укрупнительного монтажного стыка балки.

В последнее время широкое распространение получили монтажные стыки на высокопрочных болтах, чтобы избежать сварки при монтаже (рис. 2.5). При устройстве стыка на высокопрочных болтах необходимо выполнять два условия: площадь стыкуемых элементов должна быть не менее площади соединяемого элемента; шаг болтов в стыках для уменьшения размеров и массы соединяющих элементов должен быть минимальным.

В таких стыках изгибающий момент M_Xпередается через поясные накладки и накладки стенки, поперечная сила Q_X через накладки стенки.

Изгибающий момент распределяют между поясами и стенкой пропорционально их моментам инерции, поэтому части момента, приходящиеся на стенку и пояса соответственно равны:

v Cтык поясов.

Каждый пояс балки перекрывается тремя накладками сечением 400×240 х 12 и 2 х 180 х 12 с общей площадью сечения:

Усилие в поясе определяется по формуле:

Необходимое количество высокопрочных болтов по одну сторону от оси стыка равно:

где

Здесь - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

- для болтов из стали 40Х принимается по табл. 61[1];

- коэффициент трения при газопламенной обработке поверхностей, определяемый по табл. 36[1];

- коэффициент надежности: принимаемый по табл. 36[1] при

регулировании натяжения болта по углу закручивания;

Аbh =2.45 (см²) - площадь сечения болта нетто d =20 (мм), определяемая по табл. 62[1];

- коэффициент условий работы соединения;

K = 2 - количество поверхностей трения.

Итак, несущая способность одного высокопрочного болта равна:

Необходимое количество болтов:

Принимаем 10 болтов и размещаем их согласно рис. 2.5

v Стык стенки.

Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 300 х 1200 х 8 мм.

Толщину накладок на стенку обычно принимают равной толщине стенки или на 2÷4 мм. Меньше, но не менее 8 мм.

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

Находим коэффициент стыка по формуле:

где - число вертикальных рядов болтов на полу накладке.

Из [6] табл. 2.4 находим количество рядов болтов по вертикали K = 6 при

Принимаем 6 рядов с шагом 12 (см).

Производим проверку стыка по формуле:

Таким образом, усилие, возникающее в крайних болтах, меньше предельной несущей способности высокопрочного болта.

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты (диаметр отверстия на 4 мм. больше диаметра болта ). По краю стыка пояс ослаблен 2 отверстиями.

Следовательно, ослабления пояса можно не учитывать

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями .

2.6. Расчет опорного узла балки.

Опорные узлы сварных балок укрепляют ребрами. Наибольшее распространение получило конструктивное решение опорной части балки с торцевым опорным ребром (рис. 2.6). Иногда применяется опорный узел с внутренними опорными ребрами (рис. 2.6). Но этот узел более сложен в изготовлении и не обеспечивает центральной передачи нагрузки. В опорном узле рассчитываются опорные ребра на смятие, опорная часть сечения балки на устойчивость и крепления опорных ребер к стойке.

Площадь смятия торца ребра по рис. 2.5 определяется по формуле:

где

- расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (прил. 4[2]), берётся из СНиПа [1].

Принимаем толщину ребра , поскольку менее 10 ... 12 (мм) толщину опорных ребер не принимают.

Выступающая вниз часть торцевого опорного ребра не должна превышать Нижняя кромка ребра фрезеруется.

Проверяем опорную стойку балки на устойчивость из плоскости стенки относительно оси Z. В расчетное сечение этой стойки включается сечение опорного ребра и полосы стенки шириной: