4.11. Проектирование узла опирания балки настила на главную балку

При расположении балок настила в уровне главной балки, проектируемый узел не использует никаких дополнительных элементов.

Принимаем болты класса прочности 5.6 и класса точности В.

Количество болтов:

где N = Q_max – опорная реакция балки настила;

1,2 – коэффициент, учитывающий неодновременность включения болтов в работу;

N_б,min- минимальная несущая способность болтового соединения на срез или смятие.

где N_bs- несущая способность болта на срез;

N_bp- несущая способность болта на смятие;

R_bs = 2100кг/см² – расчетное сопротивление болта срезу;

R_bp = 4750кг/см² – расчетное сопротивление болта смятию;

А_б – площадь болта;

n_s = 1 – количество плоскостей среза;

∑t – минимальная сумма толщин элементов, сминаемых в одном направлении;

γ_b- коэффициент условий работы

для среза γ_b =1 для смятия:

Принимается диаметр болтов – d=16 мм. Диаметр отверстий под болты – d_отв= 19 мм. Тогда

Рис. 7. Узел опирания балки настила на главную балку.

Принимаем количество болтов диаметром 16 мм шт.

4.12. Проектирование монтажного стыка главной балки

Стык принят на высокопрочных болтах, что допускает отсутствие на месте монтажа сложного и дорогостоящего сварочного оборудования и оборудования для проверки качества швов, высококвалифицированного персонала, а также отличается большей скоростью монтажа по сравнению со сварочным стыком.

Стык расположен на расстояние ¼ пролета главной балки от опоры (рис. 8).

Рис. 8. Место расположения стыка.

Конструкция стыка на высокопрочных болтах

1. Выбор высокопрочных болтов

Используются высокопрочные болты марки 40х “Селект”. Болты работают только на растяжение. Принимаем диаметр болтов d=24 мм (А_нт = 3,52 см²). Диаметр отверстий под болты - d_отв =27 мм. Временное сопротивление болта R_bun= 11000кг/см² .

Размеры накладок в узле будут определяться в зависимости от расстояния между болтами.

Минимальное расстояние между болтами определяется:

2. Определение расчетных усилий в монтажном стыке

Считается, что изгибающий момент в сечении распределяется между стенкой и полкой, а поперечная сила целиком воспринимается стенкой.

3. Расчет стыка по полке

Стык по полке сначала рассчитывается, а потом конструируется.

Рис.9. Распределение внутренних усилий в накладках

по полкам под действием внешней нагрузки

Определение требуемого количества болтов на накладке полки:

где Q_bh – несущая способность фрикционного соединения.

где μ =0,58 – коэффициент трения скольжения соединяемых поверхностей, зависящий от способа подготовки поверхностей (дробеметный с металлизированной обработкой поверхности цинком или алюминием);

n_тр = 1 – количество плоскостей трения;

– коэффициент, зависящий от количества болтов в соединении;

;

– коэффициент условия работы болтового соединения, зависящий от характера нагружения, способа подготовки поверхности, метода контроля затяжки болта.

Принимаем количество болтов по накладке полки, для одной стороны стыка, равным 8 штук.

Назначение размеров накладки по полке:

1. ширина ;

2. толщина

округляем до ближайшей большей стандартной толщины листов:

4. Расчет стыка по стенке

Стык по стенке сначала конструируется, а потом проверяется расчетом.

Определяем максимальное расстояние между крайними рядами болтов:

Назначаем количество вертикальных рядов болтов: m=2.

Определяем коэффициент α:

.

k	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
α	1,4	1,55	1,71	1,87	2,04	2,2	2,36	2,52	2,65	2,86

α = 1,79 тогда количество горизонтальных рядов болтов k=9.

Определяем с:

Назначаем размер накладки по стенке конструктивно:

4.13. Проектирование опорного узла

Опирание главной балки на колонну – верхнее с внутренним расположением опорного ребра.

Высота опорного ребра: .

Ширина свеса опорного ребра:

Толщина опорного ребра:

_По сортаменту принимается

Рассчитаем характеристики сечения:

Проверка устойчивости условного элемента

5. Проектирование центрально – сжатой колонны

1. Определение геометрической длины колонны

Рис. 10. Конструктивная схема колонны

2. Назначение расчетной длины колонны

Опирание главной балки на колону шарнирое. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное.

т.к. закрепление шарнирное, то

3. Назначение типа поперечного сечения колонны

Для центрально сжатых колонн основным предельным состоянием является потеря устойчивости. Для обеспечения устойчивости целесообразно принимать сечения с большими габаритами, но малой площадью сечения.

Принимаем колонну двухветьевую из швеллеров.

По длине колонны соединены решеткой.

4. Компоновка поперечного сечения относительно материальной оси

Рис. 11. Компоновка сечения колонны

1. Начальная гибкость принимается равной 50 - 60% от предельной гибкости. Принимаем гибкость λ=60.

2. Принимаем коэффициент продольного изгиба .

3. Определение требуемой площади:

4. Из сортамента ГОСТ 8240-72* принимаем 2 швеллера № 27:

5. Вычисление реальной гибкости:

6. Проверка устойчивости колонны:

- проверка выполняется, устойчивость колонны обеспечена.