Проектирование металлических конструкций балочной площадки промышленного здания (стр. 4 из 5)

см

Рассчитаем расчетные сопротивления углового шва:

Где: R_wun=450 МПа = 46 кН/см² (по таб.4 СНиП II-23.81)

γ_wm=1,25 (по таб.3 СНиП II-23.81)

R_un=360 МПа = 37 кН/см² (по таб.51 СНиП II-23.81)

β_f=0,95

β_w=1,05

Коэф. условий работы шва:

γ_wf= γ_wz=1

Таким образом прочность по границе сплавления шва обеспечена.

Проверим условие (**):

Так как условие (**) выполняется проверку прочности по металлу шва можно не проводить.

Ребро приваривается к стенке по всей высоте сплошными швами.

Устройство опорного ребра главной балки см. рис.11

Рис. 11

3.10 Расчет монтажного стыка сварной балки на высокопрочных болтах

Стык делаем в середине пролета балки, где М_max=3026,16 кНм и Q=0 кН

Стык осуществляем высокопрочными болтами d=20мм из стали 40Х «Селект», имеющих по таблице

, обработка пескоструйная.

Определим несущую способность болта, имеющую две плоскости трения :

кН

где:

, т.к. разница в номинальных диаметрах отверстия и болта больше 1мм

и

к=2 - две плоскости трения

1) Стык поясов. Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 380х12 и 2х160х12 мм.

Общей площадью сечения:

Определяем усилие в поясе :

кНм

кН

Определим количество болтов для крепления площадок:

Принимаем 16 болтов

2) Стык стенки. Стенку перекрываем двумя накладками сечением 320х1150x8 мм

Определим момент действующий на стенку:

кНм

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

мм

Находим коэффициент стыка a:

Из таблицы 7.8 (Бел.) находим количество рядов болтов по вертикали k при a=2,12, k=11 и a=2,20>a=2,12

Принимаем 11 рядов с шагом 104 мм.

Проверяем стык стенки:

кН

Стык стенки удовлетворяет условиям прочности.

Устройство монтажного стыка главной балки см. рис. 12

Рис. 12

4. Расчет центрально сжатой колонны

4.1 Расчет стержня

-сталь марки С245

-расчетное сопротивление стали R_y=240 МПа = 24,5 кН/см²

-предел текучести стали R_u=360 Мпа = 37 кН/см²

Колонны рабочей площадки рассчитываются

как центрально сжатые стержни с шарнирным

закреплением нижнего и верхнего концов.

Расчетная длина стержня равна:

м

μ – коэффициент равный 1,0 при шарнирном

закреплении с двух сторон.

Расчетная нагрузка:

кН

1,01 – коэффициент учитывающий собственную

массу колонны

Рис. 13

а) Определение требуемой площади сечения колонны:

Зададимся значением гибкости λ₀=60, тогда коэффициент продольного изгиба φ₀=0,805 по прил. 7 (Бел.).

Подбираем сечение стержня, рассчитывая его относительно материальной оси x, определяя требуемые: площадь сечения:

см²

Радиус инерции:

По сортаменту (прил. 14 Бел.) принимаем два швеллера № 36.

Рассчитаем гибкость принятого сечения относительно оси x:

тогда φ=0,896

проверим устойчивость относительно оси x:

кН/см²

Недонапряжение

%,

Принимаем 2 швеллера №36.

б) Расчет относительно свободной оси y.

Определим ширину сечения b из условия равноустойчивости колонны λ_пр=λ_b. Для этого, в соответствии с рекомендациями принимаем гибкость ветви λ_b=30. Тогда можно определить требуемую гибкость:

Ей соответствует радиус инерции:

см

Требуемое расстояние между обушками швеллеров, с полками ориентированными внутрь, находим из соотношения:

см

Это расстояние должно быть не менее удвоенной ширины полки швеллера плюс зазор 10 см (для возможности очистки и окраски ветвей с внутренней стороны).

В нашем случае 46см ≥ 2*11*10=32 см, то есть найденная величина – приемлема.

в) Окончательная проверка подобранного сечения.

Швеллер №36 имеет:

I_y0=513 см⁴

А=53,4 см²

i_y=3.1 см

z₀=2.68 см

Определим момент инерции всего сечения:

см⁴

Расчетная длина ветви:

см

Принимаем расстояние между планками в свету l_B=90 см

Радиус инерции сечения:

см

Гибкость:

Приведенная гибкость:

Из этого следует, что проверку напряжений можно не делать.

Расчет планок.

Соединительную решетку центрально сжатых колонн рассчитывают на поперечную силу, которая возникает от искривления стержня при продольном изгибе:

кН

Полагают, что поперечная сила постоянна по всей длине стержня.

В сварных колоннах:

см

Толщину планок t_пл назначают конструктивно 6-14 мм, примем t_пл=10 мм

Площадь сечения планки:

см²

Момент сопротивления планки:

см

Погонная жесткость планки:

см³

см (см. рис.12 )

Погонная жесткость ветви:

деформацией планок можно пренебречь

Проверим напряжение в планке:

кН/см²

кНсм

кН

Таким образом прочность обеспечена.

Рис.14

4.2 Расчет базы.

1. определение размеров плиты в плане.

Определим расчетное сопротивление смятию бетона фундамента:

кН/см²

где: R_c – призменная прочность (для бетона М-150 R_c=0,7 кН/см²)

ξ – вначале расчета можно приближенно взять 1,2

Требуемая площадь плиты:

см²

Ширина плиты принимается конструктивно:

см

Требуемая длина плиты:

см

где: а – принимается от 100 до 120 мм для размещения плавающей шайбы.

Принимаем L_пл=66 см

2. определение толщины плиты.

Плита работает как пластинка, опертая на траверсы и нагруженная равномерно-распределенным реактивным давление фундамента.