Металлические конструкции балочной площадки

 

F_оп –опорная реакция балки настила;

l_ef=b+2t_n –условная длина распределения нагрузки;

b –ширина опорной части балки настила;

t_ст – толщина стенки главной  балки;

t_п – толщина полки балки настила.

 

Прочность от действия местной нагрузки обеспечивается.

 

   7.2Оголовок колонны коробчатого сечения из прокатных профилей

    

   Рис.    Оголовок колонны

1. опорная плита, 2- опорное ребро,  3- окаймляющее ребро

 

   Размеры опорной плиты назначаются конструктивно:

t_pl=10 мм; b_pl=116 мм; h_pl=240 мм,

   Опорное ребро.

   Высота  опорного ребра назначается из условия  прочности сварных швов:

R_w¦=180 МПа – табл. 56/1/; g_w¦=1–п. 11.2/1/; g_с=1,1–табл. 6/1/; b_¦=0,7–табл. 34/1;

R_wz=0,45R_un=0,45×365=164,3 МПа –табл. 3/1/; b_z=1,0–табл. 34/1/; g_wz=1–п.11.2/1/;

   Разрушение  по по металлу шва:

   Разрушение  по границе сплавления:

   Необходимую длина сварного шва определяем при  разрушении по металлу шва:

;

где – опорная реакция главной балки;

h_p=l_w +1=0,36+1=1,36 см.

Конструктивно назначаем высоту реба h_p=20 см, толщину t_Р=10мм.

   Поперечное  сечение опорного ребра определяется из условия прочности смятия торцевой поверхности

 – площадь опорного ребра;

где , табл. 1/1/.

, принимаем t_p=10 мм тогда b_p=2,8/2*1=1,4 см принимаем b_p=60 мм;

   Нижнее  окаймляющее ребро. Назначаем ширину ребра b_ок.р= 116мм < H = 140 мм, толщину t_ок.р–10 мм.

 

База  калонны 

Рис. База с ребрами жесткости

1 –  стержень колонны, 2 – ребро, продолжение  стенки, 3 – ребро продолжение  полки

 

 а) Определение  площади опорной плиты

 – требуемая площадь плиты.

;

где ,

 N=q_рс_р-усилие действующее на рабро, с_р - длина ребра.

,- погонная нагрузка на ребро

 d_р - ширина грузовой площади ребра

α = 1 для бетонов ниже класса В 25;

А_ƒ = 2500 см² – площадь фундаментной плиты (50×50см);

А_pl = 1010,6 см² (32,6×31см) – площадь базы колонны ;

R_b = 8,5 МПа – расчетное сопротивление бетона класса 15 при местном сжатии.

   Принимаем плиту размером 32,6×31 см, А_pl = 1010,6 см², а фундамент размером 50×50см , А_ƒ = 2500 см².

б) Определение  толщины плиты:

   Фактическое давление под плитой:

   Рассматриваем три участка :

• консольные участки плиты (участок №1),
• участок опертый на три стороны,
• участок опертый по контору (участок №3).

   Выделяем  на первом участке плиты полосу шириной  1 см и определяем момент:

   Участок №2 работает как плита, опертая на три стороны, т.к. выполняется условие:

, ;

Участок №3 работает как плита опертая на четыре стороны, т.к. выполняется условие:

, ;

Толщина плиты  определяется из условия

;

 – требуемый момент сопротивления  сечения плиты определяем по 2 участку.

 – толщина плиты при  ширине полосы в 1см;

   Принимаем t_pl=20мм.

в) Расчет траверсы колонны

   Усилие  с колонны передается на траверсу через сварной угловой шов. Соединение осуществляем ручной сваркой электродами Э42,

   марка проволки Св-08А.

   Определяем  расчетные характеристики сварного углового шва:

R_w¦=180 МПа–табл. 56/1/; g_w¦=1 –п. 11.2/1/; g_с=1,1–табл. 6/1/; b_¦=0,7 – табл. 34/1;

R_wz=0,45R_un=0,45×365=164,3 МПа–табл. 3/1/; g_wz=1–п. 11.2/1/; g_с=1,1– табл. 6/1/;

b_z=1,0 – табл. 34/1/;

разрушение  по металлу шва:

разрушение  по границе сплавления:

Расмчетная  длина сварного шва определяется по металлу шва:

,

где k_ƒ=10 мм – катет сварного шва; n=4 – количество швов;

Геометрические размеры траверсы.

   Примем  толщину ребра t_р=10 мм.

   Принимаем h_р=200 мм; (конструктивная длина сварного шва 200-10=190 мм).

   Проверка  прочности ребра.

 – погонная нагрузка на  ребро;

где d_р=В_pl/2=0.326/2=0.163 –ширина грузовой площади ребро.

   Расчетная схема ребра – это однопролетная  балка с консолями

    Расчетные усилия в ребре:

 

   

    Определение  геометрические характеристики  сечения

A₁=20 см²; A₂=31см²;

; ;

 

;

   Проверка  прочности по нормальным напряжениям:

Прочность обеспечена.

   Проверка  прочности по касательным напряжениям:

Прочность обеспечена.

   Проверка  прочности от совместного действия нормальных и касательных напряжений:

;

Прочность от совместного действия нормальных и  касательных напряжений на опоре обеспечена.

  Проверка  прочности сварных угловых швов соединяющих ребро и колонну от действия нормальных и касательных напряжений:

;

;

;

Прочность обеспечивается.

  Анкерные  болты назначаем конструктивно d=20 мм.

  Проверка  прочности фундамента:

  Условие прочности выполняется.

8. Расчёт связей

   Сечение связей подбираем по предельной гибкости для растянутых элементов.

[λ] = 300 -табл.20/1/.

 – требуемый радиус инерции;

где – расчетная длина в плоскости x-x

  Расчетные длины связей

   По  сортаменту принимаем два неравнополочных  уголка 56×36×5: B=56 мм; b=36 мм; d=5 мм; А=4,41 см²; J_x=13,80 см⁴; J_y=4,48 см⁴; i_y=1,01 см;

   Определяются  геометрические характеристики:

- момент инерции составного  сечения в плоскости x-x.

- момент инерции составного сечения в плоскости y-y;

Гибкость в  плоскости 

   Проверка  устойчивости в плоскости x-x:

- радиус инерции

- расчетная длина.

Гибкость в  плоскости x-x

Условие устойчивости в плоскости x-x выполняется.

 
 

8. Список литературы

 

1. СНиП II – 23 – 81. Стальные конструкции. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 96 с.
2. СНиП 2.01.07 – 85. Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 36 с.
3. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Е.И.Беленя, В.А.Балдин, Г.С. Ведерников и др.; Под общей редакцией Е.И.Беленя.- 6-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 560с.
4. Металлические конструкции. В 3-х т. Т.1. Элементы конструкций: Учеб. Пособие для строит. Вузов/ В.В.Горев, Б.Ю.Уваров, В.В.Филиппов и др.; Под ред. В.В.Горева. – М.: Высш. Шк. 1997. – 527 с.: ил.
5. Металлические конструкции. В 3-х т. Т.2Конструкции зданий: Учеб. Пособие для строит. Вузов/ В.В.Горев, Б.Ю.Уваров, В.В.Филиппов и др.; Под ред. В.В.Горева. – М.: Высш. Шк. 1999. – 528с.: ил.
6. Расчет стальных конструкций: Справ. пособие / Я.М. Лихтарников, Д.В. Ладыжский, В.М. Клыков. – 2-е изд., перераб. И доп. – Киев: Будивельник, 1984. – 386с.
7. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно – теоретический. В 2-х т. Т.1 /Под ред. А.А.Уманского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М: Стройиздат, 1972. –600с.
8. Стальные конструкции. Справочник конструктора. Изд.3-е, перераб. и доп. Под общ. ред. Н.П.Мельникова. М., Стройиздат, 1976. 328 с.
9. Швеллеры стальные горячекатаные. ГОСТ 8240-97.
10. Двутавры стальные горячекатаные. ГОСТ 8239—89.
11. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. ГОСТ 26020—83.
12. Сталь листовая горячекатаная. (выборка из ГОСТ 19903-74^*).
13. Сталь прокатная широкополосная универсальная. ГОСТ 82-70^*.
14. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. (выборка из ГОСТ 8509-93).
15. Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. ГОСТ 8510-86.
16. Швеллеры стальные гнутые равнополочные. ГОСТ 8278-83.