10. Проектирование узла опирания балки настила на главную балку

Принимаем диаметр болтов ⌀24 мм. Диаметр отверстий под болты ⌀26 мм. Класс точности болтов – В, класс прочности – 5.8 (R_ср = 2000 кг/см², R_см = 4350 кг/см²).

Несущая способность одного болта определяется меньшим значением из следующих 2 формул:

N_ср = π * d_б² / 4 * R_ср = 3,14 * 0,024² / 4 * 2*10⁷ = 9047,8 кг;

N_см = d_б * δ_min * R_см = 0,024 * 0,006 * 4,35*10⁷ = 6264 кг.

Требуемое количество болтов определяется по формуле:

п_б = 1,2*N / (N_min * γ_b * γ_c) = 1,2*6059,83 / (6264 * 0,9 * 1) = 1,3;

где N – опорная реакция балки настила;

γ_b – коэффициент условия работы болтового соединения (γ_b = 0,9).

Принимаем количество болтов равным п_б = 2.

11. Проектирование узла опирания главной балки на колонну

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

Рис.4.10. Опорный узел

Определение габаритов условного таврового сечения:

b_ор = (b_п^изм - δ_ст)/2= (20-1,2)/2 = 9,4 см = 0,094 м.

S = 0,65 * δ_ст * (E / R_y)^½ = 0,65 * 0,012 * (21*10⁹ / 25*10⁶)^½ = 0,226 м;

l_ор= h_cn = 1400 мм;

δ_ор = N / (2 * b_ор * R_см) = 92531,3 / (2 * 0,094 * 3,34*10⁷) = 0,0147 м.

Принимаем δ_ор = 16 мм.

Проверка устойчивости условного таврового элемента:

l_р = μ * h_ст = 1 * 1,4 = 1,4 м;

А^t = 2 * b_ор * δ_ор + δ_ст * (2 * S + δ_ор)= 86,2*10^-4 м²;

I ^t = δ_ст³ * (2 * S + δ_ор)/12 + 2 * [(δ_ор* b_ор³)/12 + (b_ор * δ_ор)*((δ_ст + b_ор )/2) ²]

I ^t = 0,012³ * (2 * 0,226 + 0,016)/12 + 2 * [(0,016* 0,094³)/12 + (0,094 * 0,016)*((0,012 + 0,094 )/2) ²] = 10,7*10^-6 м⁴;

I ^t = (I^t / А^t)^½ = (10,7*10^-6/ 86,2*10^-4) ^½ = 0,0352 м;

λ = l_р / I ^t = 1,4 / 0,0352 = 39,8;

ϕ = 0,894 (табл. 72 СНиП II-23-81 (1990));

σ = N / (ϕ * А) ≤ R_y * γ_c;

σ = 92531,3 / (0,894 * 86,2*10^-4) = 1201 кг/см² ≤ 2350 * 1 = 2350 кг/см².

Условие прочности выполняется.

5. Проектирование двухветьевой центральносжатой колонны

   1. Определение геометрической длины колонны

Геометрическая длинна колонны L определяется по формуле:

L = _наст – t_н - h – a +  = 8000 – 10 – 1444 – 20 + 750 = 7276 мм;

где _наст - отметка настила,

 - отметка основания колонны,

a = 20 мм.

2. Компоновка поперечного сечения

λ_x = λ_y; B≥100 мм.

Компоновка сечения представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Компоновка сечения колонны

3. Определение расчетной длины колонны

l_x = L * μ_x = 7,276 * 1 = 7,276 м;

l_y = L * μ_y = 7,276 * 1 = 7,276 м.

4. Проверка принятого сечения относительно материальной оси

Подбор сечения колонны относительно оси X (см. рис. 5.1) с заданной гибкостью λ_х = 0,5…0,6[λ]:

ϕ_x = 0,805 (при λ=0,5[λ]=60 табл. 72 СНиП);

А_тр^[] = N / (ϕ_x * R_y * γ_c) = 2*84848,25 / (0,805 * 2350*10⁴ * 1) = 89,7*10^-4 см².

По сортаменту ГОСТ 8240-89 принимаем составное сечение из 2х швеллеров №33.

А^[]=93 см²;

h=33 см, b=10,5 см, s=0,7 см, t=1,17 см, r₁=1,3 см, r₂=0,5 см, А=46,5 см², Р=36,5 кг/м, I_у=410 см⁴, r_x = 13,1 см, r_y^[ =2,97 см.

Геометрические характеристики составного сечения колонны(см. рис.5.3)

Рис. 5.3. Сечение колонны

Проверка принятого сечения:

λ_х = l_x / r_x^[] = 7,276 / 13,1*10^-2 = 55,5;

ϕ_x = 0,828 (табл. 72 СНиП);

σ = N / (ϕ_x * А^[]) ≤ R_y * γ_c;

σ = 2*84848,25 / (0,828 * 93*10^-4) = 2204 кг/см² ≤ 2350 * 1 = 2350 кг/см².

Условие прочности выполняется.