Расчет элементов балочной клетки
Стык стенки перекрывается с двух сторон накладками сечением 40×1,2 см. Используются высокопрочные болты d=20 мм из стали марки 30Х2НМФА, поверхности накладок обрабатывают пескоструйным аппаратом. Болты устанавливаются с шагом 15 см в два вертикальных ряда по 20 болтов на полунакладке. При жестком закреплении сравнительно тонкого настила на неподвижных опорах конструкция настила рассчитывается… Читать ещё >
Расчет элементов балочной клетки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Расчет и конструирование элементов балочной клетки
1. Расчет настила
При жестком закреплении сравнительно тонкого настила на неподвижных опорах конструкция настила рассчитывается на прогиб с распором. Размеры настила приближенно вычисляются из условия заданного предельного прогиба по формуле:
где:
— пролет настила;
— толщина настила;
— отношение пролета настила к его предельному прогибу (величина, обратная предельному значению относительного прогиба конструкции), для стального настила рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей ;
— приведенный модуль упругости стали:
(
м=0,3 — коэффициент Пуассона для стали);
— нормативное значение нагрузки, воспринимаемой настилом.
Настил воспринимает полезную нагрузку и собственный вес.
Исходя из значения проектной нагрузки =25 кН/мІ, зададимся оптимальной толщиной настила =6 мм и определим значение нормативной нагрузки:
25+78.5· 0.006=25.47 кПа
(с=7850 кг/мі - объемный вес стали)
Определим предельное отношение пролета настила к его толщине:
(4· 150/15)·(1+(72·2 260 000)/((1504)·0.25 471))=90.48 см
l= 90.4765 · 0.6=54.29
Принимаем настил шириной 540 мм и толщиной 6 мм.
Для расчета сварного шва, крепящего настил к балке, определяем силу распора по формуле:
где =1,2 — коэффициент надежности по нагрузке для действующей равномерно распределенной нагрузки при полном нормативном значении нагрузки >200 кгс/мІ (по п. 3.7. [2]).
1.2· ((3.142)/4)·((1/150)^2)·2 260 000·0.6=178.26 кг/см
2. Сварные соединения
1) по металлу шва:
где:
N=178.3 кг/см
=0,7 — коэффициент глубины проплавления шва (по табл. 34*[1] для ручной сварки);
=1 см — длина сварного шва (ширина полоски настила, закрепленной неподвижными шарнирами);
расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами для электрода типа Э-50 по табл. 56 [1];
Rwf= 2200 кг/смІ
=1 — коэффициент условий работы сварного шва;
=1 — коэффициент условий работы конструкции по табл. 6*.
Из условия прочности углового шва на срез определяем расчетную высоту катета сварного шва:
178.26 /(2200· 1·1·0.7·1)=0.12 см
2) по металлу границы сплавления:
где:
=1 — коэффициент глубины проплавления шва (по табл. 34*[1] для ручной сварки);
0.45· 5000=2250 кг/смІ
— расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами (по табл. 3 [1]);
=1 — коэффициент условий работы сварного шва.
Определяем расчетную высоту катета сварного шва:
178.261 568/(2250· 1·1·1·1)=0.08 см
В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов для ручной сварки при толщине свариваемых элементов 11−16 мм должны быть не менее 0,6 см.
Принимаем катет сварного соединения =0,6 см.
3. Расчет балок настила
3.1 Сбор нагрузок и статический расчет
БН рассчитывается как частный случай в виде простой однопролетной балки на двух опорах, которыми на расчетной схеме выступают ВБ.
БН воспринимает нагрузки:
— полезная Pn=25 кН/мІ
— собственный вес настила gn=78.5· 0.006=0.47 кН/мІ
— собственный вес балки настила, который в первом приближении принимаем равным 2% от полезной нагрузки: gn=25· 0.02=0.5 кН/мІ
Для определения интенсивности распределенной нагрузки, действующей на БН, все нагрузки приводим к погонным, учитывая, что ширина грузовой площади равна шагу БН:
b=0.53 м
Нормативное значение нагрузки на БН:
(25+0.471)· 0.54=13.75 кН/мІ
Расчетное значение нагрузки на БН:
(25· 1.2+0.471·1.05)·0.54·1.05=17.29 кН/мІ
где: =1,2 — коэффициент надежности по внешней нагрузке;
=1,05 — коэффициент надежности по нагрузке для металлических конструкций (п. 2.2 [2])
Максимальный изгибающий момент:
(1.03· 17.290 · 3.72)/8=30.48 кН*м
Максимальная поперечная сила:
(17.29 · 3.7)/2=31.99 кН
3.2 Подбор сечения.
Расчет на прочность разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 5400 кгс/смІ, несущих статическую нагрузку, выполняем по формуле 39 [1]:
где:
=1,1 — принятый в первом приближении коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций в элементах конструкций и зависящий от формы сечения по табл. 66 [1];
=3400 кгс/смІ - расчетное сопротивление по пределу текучести для стали С345;
=1 — коэффициент условий работы конструкции по табл. 6*.
Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки:
30.4758 · 100·100/(1.1·3400·1.1)=74.08 смі
Требуемый момент инерции поперечного сечения балки из условия обеспечения жесткости:
((5· 13.75 434·(3.7·100)^3)/(384·2.1·(106)))·(200)=863.96 см4
В силу незначительности возникающих в балке внутренних усилий, она может быть прокатной.
По сортаменту прокатных профилей СТО АСЧМ 20−93 подбираем двутавр № 16Б2 с характеристиками
Wx | Wy | Ix | Iy | AсмІ | b. cм | hbalki | tpolki | s stenki | S | Р вес кг/м | |
108.7 | 16.7 | 69.3 | 20.09 | 8.2 | 0.74 | 0.5 | 61.9 | 15.8 | |||
3.3 Проверка сечения по касательным напряжениям
Значения касательных напряжений в сечениях изгибаемых элементов должны удовлетворять условию п. 5.12 [1]:
где:
Q=31.987 кН — максимальная поперечная сила;
Rs=0.58*Ry=0.58· 3400=1972 кг/смІ - расчетное сопротивление стали по сдвигу по табл. 1*.
31.98 · 100/(16·0.5)=399.84 кг/смІ < 1972*1.1=2169.2 кг*см
— условие выполнено, т. е. опорные сечения БН удовлетворяют условиям прочности по касательным напряжениям.
3.4 Проверка прогиба
Произведем расчет по II группе предельных состояний, который для изгибаемых элементов состоит в определении вертикального относительного прогиба элемента и сравнении его с предельно допустимым.
Относительный прогиб однопролетной балки под равномерно распределенной нагрузкой определяем по формуле 7.18а [2]:
(5· 13.75 434·(3.7·100)^3)/(384·2.1·(106)·869)=1/201,1
где:
l =370 см — пролет БН;
Вертикальный относительный прогиб элементов не должен превышать допустимого прогиба для балок рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей по табл. 40* [1]: [f/l]=1/200.
— условие выполнено, т. е. сечение БН удовлетворяет требованиям жесткости.
4. Конструирование и расчет главной балки
4.1 Сбор нагрузок и статический расчет
Сосредоточенные силы от ВБ можно представить в виде равномерно распределенной нагрузки, т. к. их число больше трех. Ширина грузовой площади равна шагу колонн в поперечном направлении — b=4,1 м. ГБ воспринимает нагрузки:
— полезная Pn=25 кН/мІ
— собственный вес настила qn=78.5· 0.006=0.47 кН/мІ
— собственный вес балок настила g1n=(15.8/100)/0.54=0.29 кН/м
— собственный вес главной балки ,
((7.85· 9.532 · 4.5)/(3.2·104))·1.15·12.1=0.15 т/м
=4,5 — теоретическая весовая характеристика
=1,15 — строительный коэффициент веса
Нормативное значение нагрузки на ГБ:
(25+0.471+0.292)· 3.7+1.46=96.79 кН/м
q=9.53 т/м-нагрузка погонная на балку без учета собственного веса
Расчетное значение нагрузки на ГБ:
(25· 1.2+0.471·1.05+0.29 · 1.05)·3.7+1.46·1.05=115.5 кН/м
Максимальный изгибающий момент:
(115.4995 · 12.12)/8=2113.79 кН*м
Максимальная поперечная сила:
(115.499 · 12.1)/2=698.77 кН
4.2 Компоновка составного сечения
Главная балка проектируется составной вследствие значительности возникающих в ней усилий.
Определение размеров стенки.
Минимальный требуемый момент сопротивления сечения ГБ в соответствии с п. 5.12 из условия прочности:
где: М — максимальный изгибающий момент,
=1,1 — коэффициент условий работы для сварных сплошных балок;
2113.7862 · 100·100/(3200·1.1)=6005.07 cмі
Минимальный требуемый момент инерции сечения из условия жесткости ГБ в соответствии с требованием обеспечения допустимого прогиба балки, который для главных балок рабочих площадок при отсутствии крановых путей составляет [f/l]=1/400:
(2000· 96.78 · (12.1·100)^3)/(384·2.1·106)=425 250.62 cм
Минимальная высота стенки ГБ из условия жесткости:
2· 425 250.61 /(6005.7 463 526 476)=141.63 cм
Оптимальная высота стенки ГБ с учетом гибкости:
где: k =1,15 — коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки, для сварных балок;
— гибкость стенки, которую принимаем ориентировочно равной 150;
= (1.15)· (6005.07 · 150)^(1/3)=111.06 cм
Оптимальная высота стенки ГБ без учета гибкости:
= (1.15)· (6005.074 /1)^(½)=89.12 cм
где: — толщина стенки, которую примем ориентировочно равной 1,0 см;
Принимаем следующее значение высоты стенки: =120 см.
Минимальная толщина стенки ГБ из условия ее работы на касательные напряжения (при опирании разрезной сварной балки с помощью опорного ребра):
1.5· 698.77 · 100/(1856·120)=0.47 cм
Rs=0.58*Ry=0.58· 3200=1856 кг/смІ - расчетное сопротивление стали по сдвигу по табл. 1*.
Толщина стенки:
120/150=0.8 cм
Принимаем толщину стенки равной 1 мм.
Определение размеров полок.
Примем ориентировочно толщину полок равной 20 мм, тогда высота всего сечения ГБ: 120+2+2=124 cм
Момент инерции сечения:
6005.074 · 124/2=372 314.63 cм
Момент инерции стенки ГБ:
(1· 1203)/12=144 000 cм
Требуемый момент инерции сечения одной полки ГБ относительно нейтральной оси балки:
(372 314.6 -144 000)/2=114 157.31 cм
Площадь сечения одной полки ГБ (моментом инерции полки относительно собственной оси пренебрегаем)
Где:
124/2=62 cм
— расстояние от нейтральной оси балки до собственной оси полки;
4· 114 157.3 /((124−2)^2)=30.68 cмІ
Принимаем полки ГБ из стали толщиной 20 мм и шириной 250 мм.
По табл. 30 отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должно удовлетворять условию:
где: 25/2−½=12 cм
— расчетная ширина свеса поясных листов;
0.5· ((2.1·106)/3200)^0.5=12.81 cм
— принятые размеры полки ГБ удовлетворяют условиям местной устойчивости.
Проверка прочности сечения главной балки.
4.3 Конструирование и расчет монтажного стыка
Монтажные стыки выполняют при монтаже балки в местах ее членения на отдельные отправочные элементы, удовлетворяющие требованиям транспортирования.
Монтажный стык выполняем в среднем отсеке балки на расстоянии 4.59 м от опоры. Определим внутренние усилия в этом сечении.
Изгибающий момент:
115.499 · 12.1·4.59/2 — (115.499 · 4.592)/2=1990.69 кН*м
Поперечная сила:
115.4995 · 12.½ — (115.4995 · 4.59)=168.63 кН
Изгибающий момент, воспринимаемый всем сечением балки, распределяется между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.
Изгибающий момент, воспринимаемый стенкой:
1990.68 5· 144 000/372314.62 =769.94 кН*м
где
(1· 1203)/12=144 000 см
момент инерции стенки.
Усилие, воспринимаемое поясом ГБ:
(1990.68 -769.9372)· 100·100/(120+2)=100 061.44 кг
Пояса свариваются косым швом, назначим угол наклона оси шва к оси пояса 45°.
Q= 100 061.440 · 0.707=70 743.44 кг
25· 2/0.707=70.72 смІ
70 743.43 /70.72 135 =1000.31 кг/смІ
70 743.4387 /70.72=1000.31 кг/смІ
Условие прочности стыка: .
((1000.31 ^2+3· 1000.31 ^2))^0.5=2000.62 кг/смІ
Rwy=0.85· 3200=2720 кг*смІ
Прочность сварного монтажного стыка пояса ГБ обеспечена
Болтовой стык пояса.
В болтовом стыке каждый пояс перекрыт тремя накладками с двух сторон, а стенка — двумя вертикальными накладками.
Пояса перекрываем одной накладкой размерами 25×1,2 см и двумя накладками размерами 12×1,2 см.
Используются высокопрочные болты d=20 мм из стали марки 30Х2НМФА, поверхности накладок обрабатывают пескоструйным аппаратом.
Расчетное усилие, воспринимаемое каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:
где: — расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта в зависимости от наименьшего сопротивления болта разрыву для стали 30Х2НМФА,
— коэффициент условий работы соединения для 5−10 болтов,
— площадь сечения болта нетто для болта диаметром 20 мм по табл. 62* [1],
— коэффициент трения,
— коэффициент надежности при статической нагрузке и разности диаметров отверстий и болтов 1−4 мм по табл. 36*.
.
Количество высокопрочных болтов в соединении:
где k =2 — количество поверхностей трения соединяемых элементов.
100 061.440 /(2· 11 849·1)=4.22
Принимаем по 6 шт. болтов на полунакладке, устанавливаемых в отверстия диаметром 22 мм.
При статических нагрузках расчет ослабленного отверстиями сечения полки проводим с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. Площадь отверстий больше, чем 0,15А=0,15· 100=15 (смІ), поэтому расчет проводим по условной площади сечения
1.18· 50·2=118 cмІ
Проводим расчет на прочность под действием усилия
70 743.4 /2=35 371.72 кг
35 371.719 /(118)=299.76 кг/смІ
— прочность сечения, ослабленного отверстиями под болты, обеспечена.
Болтовой стык стенки.
Стык стенки перекрывается с двух сторон накладками сечением 40×1,2 см. Используются высокопрочные болты d=20 мм из стали марки 30Х2НМФА, поверхности накладок обрабатывают пескоструйным аппаратом. Болты устанавливаются с шагом 15 см в два вертикальных ряда по 20 болтов на полунакладке.
Условие прочности для крайнего горизонтального ряда болтов, воспринимающих максимальную нагрузку: .
где m =2 — число вертикальных рядов болтов в полунакладке,
105 — расстояние между крайними рядами болтов,
— изгибающий момент, воспринимаемый стенкой,
769.9372 · 100·100=7 699 372.64 кг*см
— плечо пар усилий в равноудаленных от нейтральной оси болтах.
152+452+752+1052 =18 900 смІ
7 699 372.63 · 105/(2·18 900)=21 387.15 кг
— расчетное усилие, воспринимаемое каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом.
Расчетное усилие удваиваем, так как болт стягивает три листа и имеет две поверхности трения.
168.62 · 100/(8·2)=1053.93 кг
— усилие, воспринимаемое одним болтом.
((21 387.14)^2+(1053.933)^2)^0.5=21 413.1 кг*смІ
4.4 Уточнение собственного веса главной балки
Собственный вес стенки:
P=7850· (120/100)·(1/100)·8.06+7850·(80/100)·(1/100)·2·2.02=1012.96 кг
Собственный вес полок:
P=7850· (25/100)·2/100·12.1·2=949.85 кг
Собственный вес ребер жесткости:
P=2· 12.1/(200/100)·7850·0.1·120·0.01/100=113.98 кг
Собственный вес ребер крепления втор. балок:
Pж.в.б=2· 12.1/(0.54)·7850·0.14·0.5·1.2/100=295.51 кг
Собственный вес главной балки:
P=1012.964+949.85+113.982+295.5088 +67.1175=2439.42 кг.
5. Конструирование и расчет колонны
5.1 Сбор нагрузок и статический расчет
Рассчитываем среднюю колонну как максимально нагруженную.
Колонна воспринимает нагрузки:
— полезная Pn=25 кН/мІ
— собственный вес настила qn=78.5· 0.006=0.47 кН/мІ
— собственный вес балок настила g1n=(15.8/100)/0.54=0.29 кН/м
— собственный вес колонны принимаем равным 0,6 кН/м.
Высота колонны:
9.2 — (6/1000+(80+2+2)/100+1.5/100)=8.34 м
Вес колонны:
0.6· 8.34·1.05=5.25 кН
Реакция от балки, передаваемая на колонну:
(25· 1.2+0.471·1.05+0.292 · 1.05)·3.7·12.½+24.39 · 1.05/2=702.3 кН
Продольная сила, возникающая в сечениях колонны:
2· 702.304 1+5.2542=1409.86 кН
Расчетная длина колонны:
2*0,816=1,633
1.633· 8.34=13.62 м
где м=1,633 — коэффициент расчетной длины.
5.2 Подбор сечения стержня
Подбор сплошного сечения стержня.
Для колонны принимаем сталь С345 с расчетным сопротивлением по пределу текучести =3400 кгс/смІ.
Зададимся гибкостью колонны: л=80.
По табл. 72 определяем коэффициент продольного изгиба: ц=0,686.
Требуемая площадь сечения из условия устойчивости:
1409.8634 · 100/(3400·0.686·1)=60.45 смІ
Требуемый радиус инерции сечения:
13.61 922· 100/80=17.02 см
выполнено, устойчивость колонны обеспечена.
Подбор сквозного сечения стержня.
Проектируем колонну сквозного сечения из двух ветвей, соединенных между собой планками.
Зададимся гибкостью колонны: л=70. По табл. 72 определяем коэффициент продольного изгиба: ц=0,754.
Требуемая площадь сечения из условия устойчивости:
1409.863 · 100/(3400·0.754)=55смІ
Требуемый радиус инерции сечения:
13.61 922· 100/70=19.46 см
По найденным значениям площади и радиуса инерции подбираем сквозное сечение колонны.
Гибкость колонны:
13.61 922· 100/14.51=93.86
По табл. 72 принимаем коэффициент продольного изгиба ц=0,51
Условие устойчивости:
1409.863 · 100/(2·52.68·0.51)=2623.8 кг/смІ<3400· 1=3400 кг/cмІ
— условие выполнено, подобранное сечение удовлетворяет условию устойчивости центрально-сжатого стержня.
Определим размеры сечения соединительных планок. Назначаем поперечные размеры планок:
0.6· (45+17.4)=37.44 см
Принимаем 30 см
1 см
Гибкость отдельных ветвей на участке между планками не должна быть более 40. Принимаем гибкость. Тогда расстояние в свету между планками:
3.88· 30=116.4
Ширину колонны в осях примем равной 45 см.
Приведенная гибкость стержня колонны определяется по табл. 7 в зависимости от соотношения:
где:
Ib= 28 699 см — момент инерции одной ветви колонны относительно собственной оси у,
(1· 303)/12=2250 cм
момент инерции сечения одной планки,
b=45 cм — ширина стержня колонны,
116.4+30=146.4 cм
— расстояние между осями планок.
2250· 147/(45·791.4)=9.29
тогда приведенная гибкость стержня:
.
Момент инерции сечения колонны относительно оси у:
2· (791.4+52.68·(45/2)^2)=54 921.3 cм
Радиус инерции сечения:
(54 921.3/(2· 52.68))^0.5=22.83 cм
Гибкость колонны относительно свободной оси:
13.61 922· 100/22.831 =59.65 cм
приведенная гибкость:
(59.6512 ^2+302)^0.5=66.77 cм
Данному значению гибкости соответствует ц=0,766.
Проверим напряжения относительно сквозной оси колонны:
1409.863 · 100/(2·52.68·0.766)=1746.92 кг/смІ<3400· 1=3400 кг/cмІ
— устойчивость колонны обеспечена.
5.3 Расчет соединительных планок
Окончательно шаг планок применяем 150 см
Высоту планки h=30 см
Условная поперечная сила:
(7.15· 10^(-6))·(2330 — (2.1· 106)/3400)·(1409.863 · 100/0.766)=2253.45 кг
Условная поперечная сила, приходящаяся на планку:
2253.448 /2=1126.72 кг
Сила, срезывающая планку:
1126.724 · 150/45=3755.75 кг
Момент, изгибающий планку в ее плоскости:
1126.724 · 150/2=84 504.31 кг*см
Планки крепятся к ветвям колонны сварными швами с высотой катета шва с заводкой швов за край планки. Длина шва составляет 30 см, что меньше максимально допустимого значения .
Площадь шва по металлу шва и по границе металла сплавления:
0.7· 0.8·30=16.8 смІ
1· 0.8·30=24 смІ
Момент сопротивления шва по металлу шва и по границе металла сплавления:
(0.7· 0.8·302)/6=84 смі
(1· 0.8·302)/6=120 смі
Фактические напряжения в сварном шве:
— в металле шва:
84 504.31 /84=1006 кг/смІ
3755.747 /16.8=223.56 кг/смІ
(1006.00 ^2+223.55 ^2)^0.5=1030.54 кг/смІ< Rwf= 2200 кг/смІ
— на границе сплавления:
84 504.314 /120=704.2 кг/смІ
3755.747 /24=156.49 кг/смІ
(704.20 ^2+156.489 471 705 4142)^0.5=721.38 кг/смІ< Rwz= 2250 кг/смІ
Фактические суммарные напряжения не должны превышать расчетных сопротивлений по металлу шва и по металлу сплавления:
Прочность швов, крепящих планку к ветвям колонны, обеспечена.
5.4 Конструирование и расчет оголовка колонны
Примем толщину опорной плиты равной 3 см. Плита выступает на 15 мм за контур колонны.
Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:
где:
— длина участка смятия,
25+2· 3=31 см
— длина ребра,
45−0.6=44.4 см
— опорное давление ГБ,
2· 702.3046 =1404.61 кг
— сопротивление смятию торцевой поверхности,
=1,025 — коэффициент надежности по материалу,
5000 кг/смІ - временное сопротивление стали разрыву;
5000/1.025=4878.05 кг/смІ
1404.609 · 100/(31·4878.4 878 048 781)=0.93 см
Принимаем толщину ребра равной 20 мм.
Необходимая высота швов из условия прочности:
— по металлу шва:
= 1404.609 · 100/(2200·1·1·0.7·44.4·2)=1.03 см
— по металлу границы сплавления:
1404.609 · 100/(2250·1·1·1·44.4·2)=0.7 см
здесь — длина шва.
Максимально допустимая высота шва: .
Принимаем катет сварных швов размером 24 мм.
Высоту ребра назначаем из условия прочности швов, крепящих ребро к ветвям колонны. Толщина стенки двутавра составляет 7 мм. Так как толщина ребра намного превышает толщину стенки, для возможности их сваривания в стенке устраиваем вставку толщиной 12 мм. Тогда максимально допустимая величина высоты шва составит 1,4 мм, минимальная — 8 мм.
Принимаем высоту шва, тогда необходимая длина швов:
— по металлу шва:
1404.609 · 100/(4·2200·1·1·0.7·1.2)=19 см
— по металлу границы сплавления:
1404.60 · 100/(4·2250·1·1·1·1.2)=13.01 см
Длина шва не должна превышать допустимого значения: 20 — условие выполняется.
Принимаем высоту опорного ребра 40 см.
5.5 Расчет узла сопряжения балок со сплошным стержнем колонны
N= 70 230.5 кг — опорная реакция от одной балки
Принимаем катет шва 16 мм с глубоким проваром.
Сварные соединения рассчитывают по формуле
— по металлу шва:
1.3· 70 230.5/(0.7·1.6·2200·1·1)=37.05 см
— по металлу границы сплавления:
1.3· 70 230.5/(1·1.6·2250·1·1)=25.36 см
Ширину опорного столика принимаем равным ширине опорного ребра b=25 см
Принимаем Lшва=10 см
5.6 Расчет и конструирование базы колонны
Ширина опорной плиты колонны назначается конструктивно:
34.6+2· 10.2=55 см
где h — высота сечения ветви колонны,
а — вылет консольной части плиты.
Фундамент выполнен из бетона класса В15,. Из условия обеспечения прочности бетона фундамента необходимая площадь плиты:
1404.60 · 100/(86.7)=1620.08 смІ
Необходимая длина плиты:
1620.079 /55=29.46 см
Назначаем плиту сечением 60×70 см.
Расчетная нагрузка на плиту:
1404.609 · 100/(60·70)=33.44 кг/смІ
Условно принимаем для расчета полоску шириной 1 см.
Все выступающие за сечение колонны участки плиты работают как консоли:
11.3/70=0.16
12.5/34.6=0.36
Тогда изгибающий момент для участка 1:
(33.4430 · 11.42)/2=2173.13 кг/смІ
Изгибающий момент для участка 2:
(33.4430 · 12.52)/2=2612.74 кг/смІ
Участок 3 работает как пластина, опертая на четыре канта.
а=0.069 табл. 6.8 стр. 405. (Металлические констр. Горев) при b/a=45/34.6=1.301 коэффициент по табл. 8.6 [3]: б=0,059.
(0.069· 33.44 · 34.62)/2=1381.27 кг/смІ
Требуемая толщина плиты по максимальному моменту:
(6· 2612.740 /(3400· 1))^0.5=2.15 см
Принимаем толщину опорной плиты 30 мм.
Толщина планок и траверсы составляет 14 мм. Высота сварного шва 1,4 см.
Высота траверсы из условия размещения сварных швов, крепящих ее к стержню колонны:
— по металлу шва: 1404.609 · 100/(4·2200·1·1·0.7·1.4)=16.29 см
— по металлу границы сплавления:
1404.6 · 100/(4·2250·1·1·1·1.4)=11.15 см
Назначаем высоту траверсы 25 см, что меньше предельного значения .
1. СНиП II-23−81*. Стальные конструкции/ Госстрой СССР.
2. СНиП 2.01.07−85*. Нагрузки и воздействия/ Минстрой России.
3. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Е. И. Беленя, Г. С. Веденников и др.; Под общ. ред. Е. И. Беленя. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1985. — 560 с.
4. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных 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.
5. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Г. С. Веденников, Е. И. Беленя, В. С. Игнатьева и др.; Под ред. Г. С. Веденникова — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1998. — 760 с.
6. Примеры расчета металлических конструкций: Учеб. пособие для техникумов/ А. П. Мандриков. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1991. — 431 с.
7. Расчет стальных конструкций: Справоч. пособие/ Я. М. Лихтарников, В. М. Клыков, Д. В. Ладыженский. — Киев: БС, 1975. — 351 с.
балочный клетка прочность сталь