Соединение поясов балки со стенкой

Рассчитаем поясные швы сварной балки. Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняем двусторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св—0,8 А. Определим толщину шва в сечении под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна.

По прил. 2 определяем и по прил. 1 – , по табл. 34* СНиП II-23-81* определяем . Далее определяем более опасное сечение шва.

см³

Принимаем по табл. 38* СНиП II-23-81* минимально допустимый при толщине пояса мм шов мм, что больше получившегося по расчету .

Стыки балок

Монтажный стык делаем на высокопрочных болтах в середине пролета балки.

Рис. 5. Монтажный стык сварной балки.

Стык осуществляем высокопрочными болтами d = 20 мм из стали 30X3МФ, имеющей ; обработка поверхности газопламенная (). В данном соединении учитывается передача усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям элементов.

Расчётные усилия, которые воспринимаются болтом с учётом трения:

где - предел прочности материала болта на разрыв;

- коэффициент условия работы болтового соединения;

- коэффициент трения;

- коэффициент надёжности соединения (зависит от способа обработки поверхности, способа регулирования натяжения болта и т.д.);

- число плоскостей среза;

- площадь сечения болта.

Стык поясов

Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками общей площадью сечения:

Усилие в поясе из условия равнопрочности соединения:

Количество болтов для прикрепления накладок рассчитывается по формуле:

Принимаем 12 болтов и размещаем их согласно рис. 5.

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d₀= 22 мм (на 2 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка

Ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка шестью отверстиями

Принимаем толщину накладки 18 мм, тогда площадь накладки:

см²

Окончательно каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями 420х18 мм и 2х180х18 мм, стенку – двумя вертикальными накладками сечением 300х1470х8 мм

Момент, действующий на стенку, определяем по формуле:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов = 500 мм

Находим коэффициент стыка :

- число вертикальных рядов на полукладке;

- усилие на один болт.

Из табл. 7.9 СНиП 2.01.07-85* находим клочество рядов болтов по вертикали

Принимаем 6 болтов в вертикальном ряду с шагом 180 мм.

Стык стенки

где

Расчёт опорного ребра

Ширина выступающей части ребра из условий его местной устойчивости не должна первышать

Выступающая вниз часть опорного ребра не должна превышать а, . Обычно .

Опорные рёбра рассчитывают на смятие торца опорной реакции балки

см²

- коэффициент условий работы;

;

- опорная реакция балки.

Принимаем ширину опорного ребра равной ширине полки главной балки, т.е. .

Принимаем ребро 360х10 мм,

Проверяем опорную стойку балки на устойчивость. Определяем ширину участка стенки, которая включена в работу стенки:

;

см²

см⁴

см

Прикрепляем опорное ребро к стенке балки двухсторонними швами. Для этого определяем параметры сварных швов:

Определяем катет сварных швов по фрмуле:

см

Принимаем шов мм. Проверяем длину рабочей части шва

Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.

Расчёт колонны

Расчёт колонн производится только по расчётным нагрузкам и только на центральное сжатие. Продольную силу N, сжимаюшую колонну, можно взять равной 2R рекции главной балки. .

При нагрузке на колонну до 500 кН стержни рекомендуют компановать только сквозными. При нагрузке больше 5000 кН – только сплошными. При нагрузке от 500 и до 5000 кН – любыми (т.е. и теми, и этими).

Расчётная длина стержня колонны

м.

Задаёмся гибкостью .

Определяем требуемую площадь сечения колонны

см²

- коэффициент продольного изгиба.

Определяем требуемый минимальный радиус инерции

см.

Приближённо, в зависимости от формы сечения

Принимаем сечение полок 300х16 с А=30*1,6=96 см²; стенки – 300х14 с А=30*1,4=42 см². Общая площадь А=138 см².

Проверяем напряжение для принятого сечения:

см⁴; см;

Подобранное сечение удовлетворяет требованиям общей устойчивости.

Проверяем местную устойчивость стенки:

где .

Стенка устойчива.

Проверяем местную устойчивость полки:

Расчёты показали, что стенка и полка удовлетворяют требованиям устойчивости.

Расчет базы колонны

Материал базы — сталь 235, толщина листов 4…20 мм при , при толщине листов 21…40 мм.

Бетон фундамента класса В-15 = 11 МПа = 1,1 кН/см² (по табл.12 СНиП 2.03.01-84*).

Нагрузка на базу N = кН.

Требуемая площадь плиты базы

см²

Зная площадь плиты, задаёмся одним размером и находим другой.

Принимаем плиту размером 500х500 мм.

Наприяжение под плитой

кН/см²

Конструируем базу колонны с траверсами толщиной 10 мм, привариваем их к полкам колонны и к плите угловыми швами (рис.9). Вычисляем изгибающие моменты на разных участках для определения толщины плиты.

Участок 1, опертый на 4 стороны.

Отношение сторон: , где мм.