4.2.2 .Расчет планок сквозной колонны

Расчет планок выполняем на условную перерезывающую силу Q_fic , которая вычисляется согласно п. 5.8^* [1] по формуле:

Условная поперечная сила распределяется поровну между планками и их расчет сводится к расчету элементов безраскосных ферм (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – К расчету планок сквозной колонны

Планки рассчитываются на следующие усилия:

а) на силу среза планки F_S , определяемую по формуле:

б) на момент в планке M_S

Рисунок 4.3 – К расчету

сварных швов планки

Планка приваривается к полкам двутавров угловыми швами (рисунок 4.3). Задаемся параметрами сварки: сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа, положение шва – нижнее, диаметр сварочной проволоки 2 мм. Сварочная проволока марки СВ-08Г2С (таблица 55* [1]), расчетное сопротивление металла шва R_wf = 21,5 кН/см² (таблица 56 [1]), расчетное сопротивление металла границы сплавлении:

где R_un = 36 кН/см² – нормативное сопротивление листового проката стали С235 толщиной 10...20 мм по временному сопротивлению (таблица 51* [1]).

Предварительно задаемся катетом шва k_f = 8 мм, тогда коэффициенты проплавления шва по таблице 34* [1] равны _f = 0,9, _z = 1,05. Сравниваем расчетные сопротивления шва с учетом этих коэффициентов:

следовательно, расчет ведем по металлу границы сплавления. Расчетная длина шва при высоте планки h_s = 20 см равна:

Определяем напряжения в шве от силы F_S:

и от момента M_S:

где момент сопротивления шва:

Суммарные напряжения в шве:

Прочность шва обеспечена.

4.2.3 Конструирование и расчет оголовка колонны

Конструкция оголовка сквозной колонны представлена на рисунке 4.4. Вертикальная нагрузка N = 2638 кН.

Назначаем конструктивно толщину опорной плиты t_пл = 20 мм (рекомендуется 20...25 мм), размером в плане на 3...5 см больше габарита сечения колонны, равного:

тогда размер плиты принимаем b_пл = 60 см, l_пл = 45 см.

Рисунок 4.4 – Оголовок сквозной колонны

Давление от главных балок передается на стержень колонны через ребро, приваренное к стенкам двутавров четырьмя угловыми швами (швы 1). Определяем длину участка смятия ребра оголовка:

где b_f1 = 24 см – ширина опорного ребра главной балки по примеру 2.

Из условия смятия определяем требуемую толщину ребра:

где R_р = 32,7 кН/см² – расчетное сопротивление стали класса С235 смятию по таблице 52^* [1].

Принимаем толщину ребра t_h = 30 мм. Проверяем швы 1, крепящие ребро оголовка к стенкам двутавров. Параметры сварки принимаем такие же, как при расчете планок стержня колонны. При толщине стенки двутавра 8,3 мм катет шва не должен превышать k_f  1,2t = = 1,28,3 = 9,9 мм. Принимаем k_f = 8 мм, требуемая длина шва:

Условие выполняется. Высота ребра должна быть не менее:

Принимаем по сортаменту l_h=53 см.

Проверяем ребро оголовка на срез:

Прочность ребра оголовка на срез обеспечена. Проверяем прочность шва 2, крепящего опорную плиту к ребру оголовка. Длина одного шва:

Расчетная длина шва меньше фактической на 1 см

Определяем требуемый катет шва

Принимаем катет шва k_f = 21 мм, что меньше допустимого по таблице 38* [1].