Проверка жесткости ригеля перекрытия

Проверим прогиб ригеля перекрытия:

.

Прогиб не превышает предельный. Жесткость балки обеспечена.

Расчет поясных соединений ригеля перекрытия.

Соединения поясов со стенкой в ригеле осуществляется сварными швами. При изгибе ригеля это соединение предотвращает сдвиг поясов относительно стенки.

Поясные швы выполняют двусторонними, непрерывными, с одинаковым катетом по всей длине балки автоматической сваркой.

Rwf = 180 мПа [6, табл. Г. 2, прил. Г]; Rwz = 0,45Run = 0,45 · 470 = 211,5МПа вf = 1,1; вz = 1,15.

Принимаем в соответствии с [6, табл. Г. 4, прил. Г].

Расчет опорных частей ригеля.

Пусть толщина торцевого опорного ребра (его толщину задают от 14 до 20 мм), тогда требуемая площадь сечения .

Ширина опорного ребра Принимаем опорное ребро — 260×14 мм из стали ГОСТ 82–70* [6, прил. Ж, табл. Ж.3].

Проверяем опорную часть ригеля на устойчивость как центрально-сжатый стержень высотой hw; в расчетное сечение этого стержня включают опорное ребро и часть стенки шириной c = 0,65tw.

Тогда расчётная площадь сечения условного стержня, его момент инерции и радиус инерции относительно оси z.

Гибкость условного стержня и коэффициент продольного изгиба.

[6, табл. И1, прил. И]. Проверка опорной части балки на устойчивость:

Устойчивость обеспечена.

Проверка швов прикрепления опорного ребра к стенке балки при [6, прил. Г, табл. Г.4].

при расчете по металлу шва при расчете по металлу границы сплавления Здесь — количество сварных швов, крепящих внутренние опорные ребра к стенке балки;

Нижний торец опорного ребра следует строгать.

6. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны Исходные данные:

Проектируем колонну по оси Б. Колонна — сплошная, из прокатного двутавра по ГОСТ 26 020–83, тип К.

Материал — сталь С245 с при толщине проката от 2 до 20 мм [1,табл. 51*].

Расчетная нагрузка на колонну.

.

— собственный вес колонны (нагрузка от собственного веса колонны принимается в пределах от 0,5% до 1%).

Для элементов колонны принята механизированная дуговая сварка порошковой проволокой ПП-АН-3 (МДСпп) по [7, прил. 5, табл. 1], положение швов — нижнее.

Конструктивный расчет стержня колонны Расчетная длина колонны в плоскости рамы.

lef, y = l — tн — hриг. = 7600 — 6 — 1310 = 6284 мм Расчетная длина колонны из плоскости рамы.

lef, y = l — tн — hбн = 7600 — 6 — 296 = 7298 мм Проверим устойчивость стержня колонны из I 35К1, принятого при компоновке поперечной рамы каркаса.

Геометрические характеристики сечения по сортаменту [6, прил. Ж, табл. Ж.4]:

Для обеспечения устойчивости стержня нормальное напряжение от расчетной нагрузки должно быть меньше критического; это условие устойчивости.

Здесь коэффициент продольного изгиба подсчитан по наибольшей гибкости [6, табл. И1, прил. И].

Условие выполняется.

Предельная гибкость стержня колонны [1, табл. 32].

где коэффициент подсчитывается по формуле. лy < [л] или 83,31 < 140,38 — условие выполняется Общая устойчивость стержня колонны обеспечена; нормальные напряжения в плоскости его наибольшей гибкости.

Проверка местной устойчивости элементов стержня из прокатного профиля типа К не требуется.

Проверяем необходимость укрепления стенки колонны поперечными ребрами жесткости [1, п. 7.3.3]. они необходимы, если, где — расчетная высота стенки; для прокатного двутавра.

Для стержня колонны и или 28,3 < 67,4.

Так как поперечные рёбра ставить не требуется, то в соответствии [1, п. 7.3.3] рассматривая колонну, как отправочный элемент (габариты колонны позволяют транспортировать её полностью к месту монтажа), необходимо укрепить стенку колонны не менее, чем двумя поперечными ребрами жесткости (рис. 9).

Размеры поперечных ребер жесткости:

Принимаем.

Поперечные ребра привариваем к колонне сплошным двухсторонним швом с катетом [6, прил. Г, табл. Г.4].

Конструктивный расчет базы колонны.

Для расчета колонны проектируем базу, конструкция которой показана на рис. 10, тип базы — жесткий; соответствует закреплению нижнего конца.

стержня колонны (рис. 10, а).

Расчетное давление на фундамент.

Материал фундамента — бетон класса прочности B7,5 с расчетным сопротивлением [6,см. прил. И, табл. И.3].

Требуемую площадь опорной плиты определяют из условия прочности бетона при местном смятии.

.

где — расчетное сопротивление бетона смятию. Здесь — коэффициент увеличения, зависящий от отношения площади верхнего обреза фундамента к площади опорной плиты и принимаемый не более 1,5; Принимаем .

Ширина опорной плитыгде.

— ширина полки стержня колонны, — толщина траверсы (обычно); - вылет консольной части плиты.

Длина опорной плиты.

Принимаем размеры опорной плиты в плане 570×570мм (), верхнего обреза фундамента 940×940 мм.

Размеры верхнего обреза фундамента назначены с учетом нормативного требования, согласно которому расстояние от оси анкерных болтов до вертикальной грани железобетонного фундамента должно быть не менее четырех диаметров анкерных болтов (cм. рис. 11).

Проверим справедливость назначенного значения :

Пересчет плиты не требуется.

Фактическое сжимающее напряжение под опорной плитой (реактивный отпор фундамента):

Толщину опорной плиты определяют из условия ее работы на изгиб как пластинки, опертой на торец стержня и траверсы.

Нагрузкой является реактивный отпор фундамента .

Изгибающий момент на консольном участке плиты:

так как.

так как принимаемый по [6, прил. И, табл. И.4].

Определим необходимую толщину опорной плиты:

Принимаем плиту толщиной 30 мм; сталь толстолистовая по ГОСТ 19 903–74. Расчетной схемой траверсы является двухконсольная балка, шарнирно-опертая на полки колонны (рис. 10, б). Нагрузка — реактивный отпор фундамента:

При катете шва (не менее чем по [6, прил. И, табл. И.4]).

Принимаем и производим проверку прочности траверсы на изгиб и срез.

Расчетные усилия в траверсе (рис. 11, б):

изгибающий момент поперечная сила Геометрические характеристики сечения траверсы:

Проверка прочности траверсы:

При определении толщины швов, прикрепляющих листы траверсы к плите, расчет ведем по металлу границы сплавления:

;

— расчетная длина шва.

Принимаем [6, прил. И, табл. И.4].

Анкерные болты — конструктивные, фиксируют положение базы относительно фундамента; их диаметр 24 мм, тип 1, глубина заделки 850 мм.

7. Расчет и конструирование сопряжений Узел примыкания главной балки к колонне сбоку по рис. 11.

Рассчитаем опорный столик из стали С245.

Толщина опорного столика.

Ширина.

Принимаем ширину опорного столика = 300 мм.

Длина столика.

Расчет ведем по металлу границы сплавления, так как вf · Rwf > вz · Rwz. или 0,9*215МПа1,05*166,5МПа. Принимаем длину столика lr = 64 см.

Крепление опорного ребра к полке колонны выполняем на болтах грубой точности (класс точности С) диаметром 20 мм (М20). Диаметр отверстий под болты 23 мм. Размещаем болты с учетом возможности их поставки и норм расстановки болтов в болтовых соединениях [1, табл. 40]. Шаг болтов принят максимальный, так как соединение конструктивное (связующее). Расположение болтов в нижней зоне опорного ребра допускает некоторый поворот сечения балки, что обеспечивает шарнирность узла.

Узел сопряжения балки настила с главной. по рис. 12.

Исходные данные:

болты нормальной точности (класс точности С) М16 (d16 мм);

класс прочности 5.6 [1, табл. Г.3]; Rbs=210 МПа [1, табл. Г.6], Rbp=485 МПа при Run=370 МПа для элементов из стали С245[1, табл. Г.6].

Болтовые соединения рассчитываются на срез, смятие:

на срез.

на смятие.

здесь: Аплощадь болта, d — диаметр болта, — наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении. — число расчётных срезов одного болта. по [1, табл.41].

Количество болтов:

Принимаем 2 болта с d = 16 мм.