- •4.1.1. Расчет стержня колонны относительно ос X-X………………16
- •3. Расчет и конструирование главной балки
- •3.1. Определение нагрузок и расчетных усилий
- •3.2. Подбор и проверка сечения
- •3.3. Изменение сечения главной балки по ее длине
- •3.4. Расчет поясных швов
- •3.5. Проверка общей устойчивости балки и местной устойчивости стенки
- •3.6. Конструирование и расчет опорного ребра жесткости
- •3.7. Расчет монтажного сварного стыка
- •3.8. Расчет узла сопряжения второстепенной балки с главной
- •4. Расчет и конструирование элементов
- •4.3. Конструирование и расчет базы колонны
- •4.4. Конструирование и расчёт оголовка колонны
- •4.5Расчет количества планок
- •5. Расчёт расхода металла на 1 м3 балочной клетки
- •Список литературы
3.7. Расчет монтажного сварного стыка
Все элементы стыка балки сваривают стыковыми швами, не выведенными за пределы стыкуемых элементов, предусматривая обычные методы контроля.
Проверим на прочность прямой стыковой шов в нижнем поясе балки.
Рисунок 7 – К расчету монтажного стыка балки
Усилие, приходящееся на пояс, определяем по формуле:
;
Здесь:
–максимальный момент посередине пролета балки;
–момент инерции одного пояса относительно нейтральной оси;
;
–момент инерции полного сечения балки;
Получаем, что: .
Расчетное сопротивление стыкового шва растяжению при обычных методах контроля:
.
Проверим напряжение в прямом стыковом шве нижнего пояса:
Рисунок 8 – Косой стык нижнего пояса балки
Следовательно, прочность прямого стыкового шва недостаточна, и необходимо принять косой сварной шов в нижнем поясе балки, который является равнопрочным с основным металлом.
3.8. Расчет узла сопряжения второстепенной балки с главной
Для соединения используем болты класса точности «В» и класса прочности 5.8, диаметром .
Необходимые данные для расчета болтового соединения:
– коэффициенты условия работы: – на срез и на смятие;;
– расчетные сопротивления на срез и на смятие: ,(для болтов класса точности «В» и при временном сопротивлении стали соединяемых элементовдля стали С285);
– площадь сечения болта ;
– число плоскостей среза .
Несущая способность болта срезу (смятию): .
По прочности ребра жесткости, при:.
По прочности стенки двутавра, при: .
Количество болтов определяем по срезу болта – :
Из условия расстановки болтов принимаем 3 болта.
Рисунок 9 – Размещение болтов на торце второстепенной балки
4. Расчет и конструирование элементов
центрально сжатой сквозной колонны
4.1. Подбор сечения стержня колонны
Рисунок 10 – Сечение колонны
Согласно исходным данным стержень колонны проектируется из двух прокатных двутавров с параллельными гранями полок на планках.
Расчетная длина колонны: .
Расчетное усилие на колонну:
Сталь для колонны С245 , прифасонного проката.
Рисунок 11 – Конструктивная и расчетная схема колонны
4.1.1. Расчет стержня колонны относительно оси x-x
Задаемся гибкостью , при этом, при.
Требуемая площадь сечения двух двутавров по формуле:
.
Требуемый радиус инерции:
Поипринимаем двутавр I 40Б1 со следующими геометрическими характеристиками:;;;.
Проверим принятый двутавр на устойчивость.
Гибкость:
;
Коэффициент продольного изгиба, прии–
Тогда получаем, что:
;
Условие выполняется.
Имеем недонапряжение
Однако меньший номер двутавра приводит к перенапряжению.
4.1.2. Расчет стержня колонны относительно оси y-y
Принимая и задаваясь гибкостью ветви, из формулы получаем:
.
С другой стороны:
или ;
Где ;.
Отсюда .
Принимаем .
Проверяем зазор между полками ветвей:
.
Принимаем .
.
4.2. Конструирование и расчет элементов решетки
Согласно исходным данным требуется запроектировать решетку колонны на планках.
Определяем условную поперечную силу по формуле, при;;; тогда:
На одну систему планок приходится:.
Высоту сечения планок назначаем: и толщину.
Расстояние между осями планок по высоте колонны:
Находим усилия ипо формулам:
;
.
Принимаем сварные швы, выполняемые полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа сварочной проволокой, марки Св-08 диаметром 1,4 мм; катет шва , принимаем коэффициенты.
Рисунок 12 – К расчёту планок
Расчетное сопротивление углового шва по металлу шва , по металлу границы сплавления:.
Так как , то расчет сварных швов необходимо вести по металлу шва.
Проверим сварные швы, прикрепляющие планки к ветвям колонны, по формулам:
;
;
.
Вычислим следующие величины:
Условие выполнено