Сопряжение вспомогательных балок с главными, по условию задания, рассчитываю для случая примыкания вспомогательной балки к поперечному ребру жесткости главной балки. Сопряжения производиться на сварке.
- требуемый катет шва;
V=142,144кН- реакция второстепенной балки;
см;
Расчет и конструирование колонн.
Выбор расчетной схемы.
Определение расчетной сжимающей силы на колонну производим суммированием опорных реакций главных балок:
где k = 1,04 – коэффициент, учитывающий собственный вес колонны,
V=887кН – опорная реакция главной балки;
Геометрическую длину колонны lk, определяем по формуле:
где 
– высота колонны;
Расчетные длины колонны:
где 
– коэффициенты приведения длины колонны:
тогда 
Компоновка сечения колонны.
Сечение колонны – сплошное двутавровое составное. Требуемую площадь сечения колонны, определяем по формуле:
где φ – коэффициент, на этапе компоновки определяем по предварительно заданной гибкости 
, значение которой принимаем по графику. Принимаем 
, тогда φ = 0,686.
Принимаем сталь С245.
– принимаем для толщин стали t = 20 –30мм, 
, 
Используя сравнительно постоянную зависимость между радиусом инерции и габаритами сечения, оцениваем ориентировочные размеры двутавра.
, 
,
где 
; 
; 
тогда 
Используя толстолистовую сталь, назначаем размеры кратными 10мм, т.е.
bf =240 мм, h =270 мм.
Толщину стенки 
колонны назначаем из условия обеспечения местной устойчивости.
,
где 
– предельная гибкость устойчивой стенки колонны - величина зависящая от гибкости колонны, следуя рекомендациям для назначения 
, a принимаем равной 63 по графику тогда:
принимаем 
Требуемую площадь пояса колонны определяем по формуле:
Толщину пояса колонны 
, с учетом местной устойчивости, определяем по формуле:
,
где 
– предельная гибкость пояса колонны, следуя рекомендациям, назначаем используя график 9. При 
, принимаем 
, тогда
Принимаем tf= 12мм;
Должно выполняться условие: 
принимаем 
.
5.3.Проверка сечения колонны.
, и проводим проверки.
,
где 
|
,
, 
1. Проверка общей устойчивости выполняется по формуле:
где 
– определяется по максимальной величине из λx и λy;
принимаем 
;
тогда 
; 
Далее проверяем местную устойчивость стенки колонны, она устойчива если:
,
где 
- предельная приведённая гибкость устойчивой стенки определяемая по СНИП (табл. 27);
– условная гибкость колонны, определяем по формуле:
, 
Принимаем 
откуда 
.
Устойчивость стенок колонн обеспечена.
2. Проверку местной устойчивости пояса, производим по формуле:
,
;
; 
Устойчивость полок обеспечена.
3. Проверку гибкости колонн, производим по формулам:
λmax £ |λ|,
где |λ| - предельная гибкость колонн, определяем как:
;
где 
тогда 
гибкость колонн обеспечена.
Расчет оголовка колоны.
 |  | ||||
 | |||||
Расчетными параметрами оголовка являются:
1. габариты консольных ребер: ширина 
, высота 
и толщина 
;
2.катеты швов крепления ребер к стенке балки 
опорной плиты 
;
3.толщина стенки стержня колонны в пределах высоты ребер.
Высоту ребер 
назначаем из условия прочности сварных швов, крепящих ребра к стенке колонны, не менее 0.6h, где h – высота сечения колонны:
где N – продольная сила в колонне;
Rwf =180МПа- нормативное сопротивление швов сварных соединений с угловыми швами.
=8 мм – принимаем по наименьшей толщине свариваемых элементов, но не менее 6мм;
Принятая высота ребра ограничивается величиной:
Толщину ребра 
назначаем из условия среза:
Ширину ребра назначаем не менее половины ширины опирающегося торца ребра балки и может выходить за поперечный габарит колонны для приема элементов связей.
Принимаем 
;
Принятая толщина и ширина ребра должны удовлетворять условию сопротивления смятию торца под давлением опорного ребра балки и условию обеспечения местной устойчивости. Из условия смятия:
где
=360,1 МПа– расчетное сопротивление на смятие торцевой поверхности. Определяем по СНиП II-23-81*, табл 2;
– расчетная длина площадки смятия;
– ширина опорного ребра балки;
– толщина опорной плиты колонны, назначается конструктивно=20 мм;
Из условия местной устойчивости:
Проверка на прочность стенки колонны по срезу в сечениях, где примыкают консольные ребра:
;
Низ опорных ребер обрамляется горизонтальными поперечными ребрами толщиной 6мм, чтобы придать жесткость ребрам, поддерживающим опорную плиту, и укрепить от потери устойчивости стенку стержня колонны.
Расчет базы колонны.
Колонна – центрально сжата.
Требуемая площадь плиты:
Rф - расчетное сопротивление бетона фундамента;
– отношение площади фундамента к площади плиты, предварительно принимаем равным 1,1;
призменная прочность бетона, принимаем в зависимости от класса бетона, для бетона В12,5 
Для определения размеров сторон плиты задаемся ее шириной:
где 
ширина полки колонны bf =240 мм;
tS – толщина траверсы, принимаем 10 мм;
c – ширина свеса, принимаемая 60 – 80 мм, принимаем с=60 мм;
Требуемая длина плиты:
принимаем 
Т.к. должно выполняться условие: 
Толщину плиты определяем из условия прочности при работе плиты на изгиб, как пластины, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой по площади контакта отпором фундамента.
Толщину плиты определяют по большему из моментов на отдельных участках:
Опорную плиту представляем, как систему элементарных пластинок, отличающихся размерами и характером опирания на элементы базы: консольные (тип 1), опертые по двум сторонам (тип 2), опертые по трем сторонам (тип 3), опертые по четырем сторонам (тип 4).
В каждой элементарной пластинке определяем максимальный изгибающий момент, действующий на полоске шириной 1см.
,
где d – характерный размер элементарной пластинки;
α – коэффициент, зависящий от условия опирания и определяется по таблицам
Б.Г.Галеркина;
Рассматриваем четыре типа пластин.
Тип 1. Для консольной пластинки:
Тип 2. Для пластинки, опертой на два канта, рассчитывается как пластинка, опертая на три карта; при этом b1 – диагонали прямоугольника, а а1 - длина перпендикуляра, опущенного из угла пересечения опертых сторон на диагональ.
Тип 3. Для пластинки, опертой на три конца, b1 - длина свободной стороны.
Тип 4. Для пластинки, опертой на четыре канта:
Толщину плиты определяем
по большему из моментов на отдельных участках:
, 
принимаем tпл =3,2 см =32 мм.
Высоту траверсы определяем из условия прикрепления ее к стержню колонны сварными угловыми швами, полагая при этом, что действующее в колонне усилие равномерно распределяется между всеми швами. Требуемая длина швов:
, где 
, 
, 
Принимаем 
36 см.
Траверсу проверяем на изгиб и на срез, рассматривая ее как однопролетную двухконсольную балку с опорами в местах расположения сварных швов и загруженную линейной нагрузкой.
При этом в расчетное сечение включаем только вертикальный лист траверсы толщиной ts и высотой hm.
где Mmax и Qmax – максимальное значение изгибающего момента и поперечной силы в траверсе.
