Пояснительная записка на курсовую работу "Балочная клетка из стали", страница 10

g_b=0.85 – коэффициент условия работы соединения;

А_bn=3.52 см² – площадь сечения болта нетто, определяемая по

[1, табл. 62*];

k=2 – плоскости трения;

g_h=1.02 – коэффициент надежности, принимаемый по [1, табл. 36*];

m=0.42 – коэффициент трения принимаемый по [1, табл. 36*].

По формуле (12.1) определяем

Q_bh=77•0.85•3.52•2•0.42/1.02=189.73 кН.

Рассчитываем стык поясов.

Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями

590x12 мм и 2x260x12 мм, общей площадью сечения

А_н=1.2•(59+2•26)=133.2 см²>А_п=59•2=118 см².

Усилие в поясе определяем по формуле согласно [2]

М=М_max• I_f/I_x=626348•421343/1428304=412343 кН•см,

N=M/h_n=412343/168.2=2451.5кН,

где I, I_x, h_n взяты из раздела 5.

Количество болтов для прикрепления накладок рассчитывается по формуле согласно [3]

n=N/Q_bh=2451.5/189.73=12.92.

Принимаем 14 болтов и размещаем их согласно рис. 12.1.

Проверяем ослабления нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d₀=26 мм. Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка

А_{п. bn}=2•(59-2•2.6)=176 см²>0.85•А_п=0.85•118=100.3 см².

Ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями

А_bn^накл=133.2-4•2•1.2•2.6=108.24 см²>0.85•А_п=100.3 см².

Рассчитываем стык стенки.

Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 440x1600x14 мм.

Момент, действующий на стенку, определяем по формуле

М_w=М_max•I_w/I_x=626348•460744.3 /1428304=202048.2 кН•см.

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов

а_max=1664-2•80=1504 мм.

Находим коэффициент стыка a, согласно [2]

a=М_w/(m•a_max•Q_bh)= 202048.2/(2•150.4•189.73)=3.54.

Из [2, табл. 7.8] находим количество рядов болтов по вертикали k=16

Принимаем 16 рядов с шагом 100мм.

Проверяем стык стенки по формуле согласно [2]

N_max=M_w•a_max/(m•Sa_i²)= 2020.482•1.504/(3•6.8)=

=149 кН<Q_bh=189.73 кН,

где Sа_i²= 0.1²+0.3²+0.5²+0.7²+0.9²+1.1²+1.3²+1.5² =6.8 м²

13. Подбор сечения сквозной колонны

Колонна нагружена центрально приложенной силой N:

N=q_гб^н•L+G₁=264.5•12.6+33.223=3366кН

Отметка верха колонны 9.6м.

Примем поперечное сечение колонны – двутавровое сварное, база колонны с фрезерным торцом, величина заглубления – 20см. Принимаем для колонны сталь марки С345 по ГОСТ 27772-88 [1, табл.50]. Для этой стали R_y=315МПа при толщине проката t=10-20мм [1, табл.51]. 

Определим расчетные длины колонны (рис. 13.1):

l_ef,x=m_x•l_x=1•(9.6+0.2)=9.8м;

l_ef,y=m_y•l_y=1•(9.6+0.2)=9.8м.                 

     

Задаемся гибкостью колонны l=70, при этом j=0.622 согласно

[1, табл. 72]. Находим требуемую площадь ветви сквозной колонны [5]

А_тр=N/(g_c•j•R_y)=3366•10/(0.622•315•1)=171.8 см²,

где g_c=1 согласно [1, табл. 6].

Требуемые радиусы инерции  сечения

r_х=r_у= l_ef,х,у/l=980/70=14

Требуемые размеры поперечного сечения

h_тр= r_х /α₁=14/0.42=33.33см;

в_тр= r_х /α₂=14/0.24=58.33см;

где α₁, α₂ зависят от формы поперечного сечения и определяются по         [5, табл. 1].

Примем ширину полки, согласуясь с сортаментом на широкополосную сталь в=450мм. Толщину полки найдем из условия обеспечения ее устойчивсти. Предельное значение в_ef/ t (рис. 13.2) определяетсяч согласно [1, п.п.7.23 и табл. 29]. Для рассматриваемого сечения при l=70 и l_=3

                

в_ef/ t=(0.36+0.1•l_)•ÖЕ/ R_y=(0.36+0.1•3) •Ö2.06• 10⁵ / 315=16.88.

Отсюда предельное значение в_ef= 16.88• t. Если приближенно принять, что

в= 2•в_ef=33.76• t=45см,

тогда предельное значение t=45/33.76=1.33см.

Принимаем t= 14мм.

В двутавровом сечении ширина полки должна быть меньше или равна     высоте сечения (в≤t), поэтому высоту стенки найдем из условия обеспечения ее устойчивости. Предельно допустимая гибкость стенки определяется по   формуле [1, табл. 27]:

l_uw=1.2+0.35•l_=1.2+0.35•3=2.25;

l_uw•ÖЕ/ R_y=2.25•Ö2.06• 10⁵ / 315=57.54

Так как h_ef= h_w=45см, то

t_w=45/57.54=0.78см.

Принимаем t_w=8мм (рис. 15.2).