Крепление планок выполняемполуавтоматической сваркой в среде сварочной проволокой (табл. 55* [4]) диаметром = 2 мм. Согласно п. 12.8 [4], принимаем = 6,0 мм, так как = 5,0 мм (табл. 38* [4]), = 1,2*13,5 = 16,2 мм (= 13,5 мм — наименьшая толщина соединяемых элементов).Расчет сварных швов на совместное действие поперечной силы и момента выполняем согласно п. 11.3* и п. 11.5 [4]: ;, где — напряжение в сварном шве (по металлу шва) от действия момента ;- напряжение в сварном шве (по металлу границы сплавления) от действия момента; = 0,9*0,6*222/6 = 43,56 см3 — момент сопротивления расчетного сечения по металлу щва; = 1,05*0,6*222/6 = 50,82 см3 — момент сопротивления расчетного сечения по металлу границы сплавления;
в сварном шве (по металлу шва), от действия поперечной силы; - напряжение в сварном шве (по металлу границы сплавления), от действия поперечной силы; = 0,9*0,6*22 = 11,88 см2 — площадь расчетного сечен6ия по металлу шва; = 1,05*0,6*22 = 13,86 см2 — площадь расчетного сечения по металлу границы сплавления; = 22 см — расчетная длина шва (в расчет вводят только вертикальные швы); = 0,9, = 1,05 (табл. 34* [4]); = 21,5 кН/см2 (табл. 56 [4]); = 37 кН/см2 (табл. 51* [4]; = 0,45*37 = 16,65 (табл. 3 [4]); = 1,0 (п. 11.2* [4]); = 1,0 (табл. 6*[4]).((798,05/43,56)2+(43,73/11,88)2)0,521,5*1,0*1,0;((798,05/50,82)2+(43,73/13,86)2)0,516,65*1,0*1,0;18,69 кН/см221,5 кН/см2 — условие выполняется;
16,02 кН/см216,65 кН/см2 — условие выполняется. Расчет опирания главной балки на колонну
Рис.
4.3. Опирание ребра главной балки на колонну (сверху)Требуемая площадь опорного ребра главной балки из условия смятия торцевой поверхности: = 1338,4/36,00/1,0 = 37,18 см², где = 1338,4 кН — опорная реакция главной балки; = 36,00 кН/см2- расчетное сопротивление сталисмятию торцевой поверхности (табл. 1* [4]); = 36,00 кН/см2 — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению (табл. 51* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]).Назначаем опорные ребра шириной = 9 см. Толщина ребра (с учетом среза угла на 1,5 см): = 37,18/2*(9−1,5) = 2,48 см. Принимаем толщину ребра = 25 мм. Крепление опорных ребер к поясам и стенке балки выполняем полуавтоматической сваркой в среде сварочной проволокой (табл.
55* [4]) диаметром = 2 мм. Согласно п. 12.8 [4], принимаем = 7 мм. Прочность сварных швов, прикрепляющих опорные ребра к стенке балки, проверяем согласно п. 11.2 [4]: — по металлу шва:;- по металлу границы сплавления, где = 4 — количество сварных швов; = 85*0,9*0,7 = 53,55 см — расчетная длина шва (п. 12.8 [4]); = 0,9, = 1,05 (табл. 34* [4]); = 21,5 кН/см2 (табл. 56 [4]); = 37 кН/см2 (табл. 51* [4]; = 0,45*37 =16,65 (табл. 3 [4]); = 1,0 (п. 11.2* [4]); = 1,0 (табл.
6*[4]).1338,4/4/0,9/0,7/53,5521,5*1,0*1,0;1338,4/4/1,05/0,7/53,5516,65*1,0*1,0;9,92 кН/см221,5 кН/см2- условие выполняется;
8,50 кН/см216,65 кН/см2- условие выполняется. Согласно п. 7.12 [4], проверяем опорный участок балки на устойчивость из плоскости балки как стойку (условный опорный стержень), нагруженную опорной реакцией, где = 2*2,5*0,904+1,0*(16,50+2,5+19,04) = 83,04 см2 — площадь условного опорного стержня; = 16,50 см — расстояние от торца балки до опорного ребра; = 0,65*1,0*(20 600/24) = 19,04 см; = 155,0/4,15 = 37,33- гибкость условного опорного стержня; = (1431,92/83,04)0,5 = 4,15 см — радиус инерции условного опорного стержня; = 2,5*(2*9+1,0)3/12+16,50*1,03/12+19,04*1,03/12 == 1431,92 см4 — момент инерции условного опорного стержня; = 0,904 — коэффициент продольного изгиба условного опорного стержня (табл. 72 [4]).1338,4/0,904/83,0424*1,0;17,83 кН/см224,00 кН/см2 — условие выполняется. Расчет базы колонны
Рис. 4.
4. База колонны
Размеры опорной плиты определяем из условия смятия бетона под плитой (п. 3.81 [11]): = 2683,67/1/1,21 = 2222 см², где = 2*1338,4+6,85 = 2683,67 кН — нагрузка от колонны, включая ее собственный вес; = 1- при равномерно распределенной местной нагрузке по площади смятия (п. 3.81 [11]); = 1,05 (п. 3.81 [11]) — принимаем предварительно; = 11,5 МПа = 1,15 кН/см2 — расчетное сопротивление бетона класса В20 сжатию для предельного состояния первой группы (табл. 2.2 [11]); = 1,05*1,15 = 1,21- расчетное сопротивление бетона сжатию при местном действии нагрузки. Минимальная ширина плиты из условия размещения фундаментных болтов (Рис. 4.4): = 40+2*1,4+2*4,6 = 52,0 см, где = 2*23 = 46 мм (табл. 39 [4]) — минимально допустимое расстояние от центра болта до края конструкции; = 20+3 = 23 мм — диаметр отверстия для фундаментного болта; = 20 мм — диаметр фундаментного болта (табл.
5.6 [1]).Принимаем = 52 см. Длина плиты: = 2222/52 = 42,74 см. Конструктивно принимаем = 52 см (исходя из условия).Размеры фундамента в плане принимаем на 20 см больше в каждую сторону от опорной плиты = 7272 см. Согласно п. 3.81 [6], = 0,8*(72*72/52/52)0,5 = 1,11> 1,05 — Перерасчет плиты не требуется. Определяем толщину плиты. Плита работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки: = 2683,67/52/52*1 = 0,99 кН/см.Рассмотрим отдельные участки плиты: I участок: = 0,052*0,99*402 = 81,78 кН*см, где = 0,052 (табл. 5.5 [1], поскольку на этом участке плита работает как «пластинка, опертая на 4 канта») при = 42/40 = 1,05;II участок, где определяется по табл.
5.5 [1], т. к. на этом участке плита работает как «пластинка, опертая на три канта»; = 5,0/40 = 0,13 < 0,5, поэтому в запас прочности значение принимаем как для консоли длиной: = 0,99*5,02/2 = 12,41 кН*см, где = 5,0 см — ширина II участка;III участок: = 0,99*4,6/2 = 10,50 кН*см.Материал плиты — сталь С235 (табл. 50* [4]). Толщина плиты: = (6*81,78/22/1,2)0,5 = 4,31 см, где = 22 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,2 (табл. 6* [4]).Принимаем = 45 мм. Крепление траверсы к ветвям колонны и опорной плите выполняем полуавтоматической сваркой в среде сварочной проволокой (табл.
55* [4]) диаметром = 2 мм. Согласно п. 12.8 [4], = 7 мм, = 1,2*8,0 = 9,6 мм. Принимаем = 8 мм. Высоту траверсы определяем из условия передачи усилия от ветвей колонны на опорную плиту через сварные швы.
Согласно п. 11.2* [4], длина сварных швов: — по металлу шва: = 2683,67/4/0,8/0,8/21,5/1,0/1,0 = 48,76 см;- по металлу границы сплавления: = 2683,67/4/1,0/0,8/16,65/1,0/1,0 = 50,37 см, где = 4- количество сварных швов; = 0,8, = 1,0 (табл. 34* [4]); = 21,5 кН/см2 (табл. 56 [4]); = 37 кН/см2 (табл. 51* [4]; = 0,45*37= 16,65(табл. 3 [4]); = 1,0 (п. 11.2* [4]); = 1,0 (табл. 6*[4]).Принимаем = 50 см. Проверяем прочность траверсы на изгиб и на срез как балку с двумя консолями. Расчетная схема траверсы приведена на
Рис. 4.
5. Материал траверсы — сталь С245 (табл. 50 [4]).Погонная расчетная нагрузка на один лист траверсы: = 0,99*52/2 = 25,80 кН/см.Максимальный изгибающий момент: = 25,80*422/8−25,80*5,02/2 = 5367,33 кН*см.Максимальная поперечная сила в траверсе: = 25,80*52/2 = 670,92кН.Рис. 4.
5. Расчетная схема траверсы
Нормальные напряжения в траверсе вычисляем по формуле (28) [4]:; = 5367,33/583,3324*1,0,где = 24 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]); = 1,4*502/6 = 583,33 см3 — момент сопротивления сечения траверсы;
9,20 кН/см224 кН/см2- условие выполняется. Касательные напряжения вычисляем по формуле (29) [4]:; = 670,92*437,50/14 583,33/1,413,92*1,0,где = 1,4*502/8 = 437,50 см3 — статический момент половины сечения траверсы; = 1,4*503/12 = 14 583,33 см4 — момент инерции сечения траверсы; = 0,58*24 = 13,92 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]);14,38>13,92- условие не выполняется. Принимаем = 52 см. Касательные напряжения в траверсе: = 670,92*473,20/16 404,27/1,413,92*1,0,где = 1,4*522/8 = 473,20 см³; = 1,4*523/12 = 16 404,27 см4.
13,82 кН/см2<13,92 кН/см2- условиевыполняется.
Список литературы
Мандриков А. П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для техникумов. — 2-е изд., перераб. и доп. -
М.: Стройиздат, 1991. — 431 с. Кудишин Ю. И., Беленя Е. И., Игнатьева В. С. и др.
Металлические конструкции: Учебник для студ. высш. учеб.
заведений/ Под общ. редакцией Ю. И. Кудишина — 8-е изд., перераб. и доп. -
М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 688 с. Горев В. В., Уваров Б. Ю., Филиппов В. В. и др. Металлические конструкции.
В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учебное пособие для строит. вузов/ Под ред. В. В.
Горева. — М.: Высш. шк., 1997.
— 527 с. СНиП II-23−81*. Стальные конструкции/Госстрой России. — М.: ГУП ЦПП, 2000. — 96 с. Лапшин Б. С. К расчету балок в упругопластичсской стадии по СНиП И-23−81*: в кн.: Металлические конструкции и испытания сооружений / Б.
С. Лашлин /У Межьуз. темат. сб. ip. ;
Л.: ЛИСИ, 1984. — С. 68−75.СП 53−102−2004
Общие правила проектирования стальных конструкций. ГОСТ 26 020–83. Двутаврыстальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент. СНиП 2.
01.07−85*. Нагрузки и воздействия/Госстрой России. — М.: ГУПЦПП, 2003. — 36 с. ГОСТ 27 772–88. Прокат для строительных стальных конструкций. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 52−101−2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ.
— М.: ОАО «ЦНИИПромзданий, 2005. — 214 с. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52−101−2003)
