3. Проектирование примыкания балок настила к главной балке

Проектирование примыкания балок настила к главной балке выполняется только при сопряжении балок в одном уровне.

Принимаются болты класса точности "В" М20, класса прочности 5.6. Диаметр отверстий d = 23 мм. По табл. 58^* и 59^* [3] определяется расчетное сопротивление болтов срезу R_bs = 190 МПа, расчетное сопротивление смятию элементов, соединяемых болтами, R_bp = 465 МПа. Площадь болта A_b = 2,45 см² (табл. 62^*[3]). Несущая способность односрезного болта по срезу при _b = 0,8 принимается по табл. 35^*[3]:

N_bs = R_bs  _b    n_s = 190  10⁶  0,8  3,14  10^-4  1 = 47 728 Н = 47,73кН,

где n_s - число расчетных срезов одного болта.

Несущая способность по смятию более тонкого элемента (ребра) равна

N_dp = R_bp  _b  d   t = 465  10⁶  0,8  0,02  0,008 = 59 520 Н =59,52кН,

где  t – наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.

Так как N_bs = 37,24 кН < N_bp = 59,52 кН, необходимое количество болтов подбирается по срезу по усилию F = Q_max1 = 37,5 кН, где Q_max1 – поперечная сила балки настила на опоре (см. п. 1.2):

Принимаются два болта.

Проверяется прочность стенки на срез по площади сечения нетто:

2. Расчет и конструирование колонны

Колонны предназначены для передачи нагрузки от главных балок на фундаменты и состоят из трех частей: верхней – оголовка, воспринимающего нагрузку от балок; средней – стержня, передающего нагрузку от оголовка на нижнюю часть, закрепляющую стержень в фундаменте в соответствии с принятой расчетной схемой и равномерно распределяющую нагрузку на фундамент.

По типу сечения колонны бывают сплошные или сквозные. Стержень колонны сплошного сечения проектируют в виде широкополочного двутавра типа К (колонный) или сварного (составного) двутавра. Стержень сквозной центрально сжатой колонны обычно состоит из двух ветвей (швеллеров или двутавров), связанных между собой решетками.

Расчет колонны включает в себя: выбор типа сечения стержня, установление расчетной схемы, подбор сечения и проверку устойчивости стержня, расчет и конструирование оголовка и базы колонны. При выборе типа сечения стержня колонны необходимо учитывать величину нагрузки, действующей на колонну.

Расчетная схема колонны должна соответствовать принятому конструктивному решению узла сопряжения главной балки с оголовком, базы с фундаментом. Поэтому в зависимости от конструктивных решений узлов колонны ее следует рассматривать как защемленную или шарнирно опертую. Верхняя часть стержня колонны большей частью принимается шарнирной.

Нижний конец колонны рассматривается шарнирно закрепленным, если опорная плита базы непосредственно закреплена в фундаменте двумя фиксирующими анкерными болтами диаметром d = 20 мм, и жестко закрепленным, если база колонны закреплена в фундаменте не менее чем четырьмя анкерными болтами диаметром d = 24 мм посредством специальных столиков.

3.1. Подбор сечения стержня сплошной сварной колонны

Материал конструкции – сталь С245 с расчетным сопротивлением R_y = 240 МПа (табл. 51^*[3]), коэффициент условий работы _с = 1. Расчетное значение продольного усилия сжатия в колонне равно

N = 2Q_max  1,01 = 2  470,4  1,01 = 950 кН.

Конструктивная длина стержня колонны на основе заданной отметки верха перекрытия Н = 8 м равна

где h₃ = 70 см – заглубление колонн ниже нулевой отметки; h = 103,2 см – высота сечения главной балки; h_б.н = 30 см – высота сечения балки настила; t_н = 0,6 см – толщина металлического настила.

Принимается двутавровое составное (сварное) сечение стержня колонны из трех листов. Для двутаврового сечения i_x = 0,43h, а i_y = 0,24b (h – высота сечения, b – ширина сечения). Для обеспечения равноустойчивости стержня колонны относительно главных осей симметрии (х–х и y–y) уменьшается расчетная длина колонны относительно оси y – y путем постановки вертикальных связей между колоннами по схеме, приведенной на рис. 12. Расчетные длины стержня колонн:

относительно оси x –x l_{e f,  x} =   l_k = 1  1034,2 = 1034,2 см,

относительно оси y – y l_{e f,  y} =   l_k / 2 = 1 1034,2/2 = 517,1 см.

Задается гибкость стержня колонны  = 75. Условная гибкость стержня:

По табл. 72^* [3] находится соответствующее значение коэффициента продольного изгиба  = 0,72.