Балочная клетка. Балочная клетка Тольятти. Балочная клетка нормального типа
 Скачать 351.23 Kb.
|
4.1 Оголовок сплошной колонныИсходные данные: продольная сила N = 2457,4 кН, ширина опорного ребра bоп.р = 20 см; прочностные и конструктивные характеристики – из расчета стержня колонны. Оголовок колонны при опирании главных балок включает плиту и парные продольные ребра, поддерживающие плиту и приваренные к стенке колонны (рис. ).  Рис. 7 – Оголовок сплошной колонны Плита принимается конструктивно толщиной tпл = 20 мм. Таким образом, основной задачей является определение размеров продольных ребер. Эти размеры определяются из условий их работы, а именно: под плитой ребра испытывают торцевое смятие; швы, прикрепляющие ребра к стенке колонны, работают на срез и определяют их высоту. Требуемая площадь смятия определяется по формуле: Артр = N/Rp·γc, В соответствии с [5] расчетное сопротивление стали на смятие Rp = Rи = 37 кН/см2. Таким образом, требуемая площадь смятия будет равна: Артр = N/Rp·γc = 2457,4/37·1 = 66,42 см2. Учитывая распределение нагрузки от опорного ребра главной балки через плиту под углом равным 45°, требуемую ширину ребра оголовка bр определяем конструктивно как: bр = (bоп.ргб +2tпл - tωk)/2 = (20 +2·2 – 1)/2 = 11,5 см. По ГОСТ 103-76 примем bр = 12 см. Тогда требуемую толщину одного ребра можно определить по формуле: tртр = Артр/2 bр = 66,42/2·12 = 2,77 см. Окончательно принимаем tр= 30 мм по ГОСТ 103-76. Высота ребер hр определяется из условия среза четырех швов, прикрепляющих ребра к стенке колонны и передающих нагрузку от двух главных балок: из условия работы на срез по металлу шва lω1 = 2Qmaxгб/4βfkfRωf + 1,0 (см); из условия работы на срез по металлу границы сплавления lω11 = 2Qmaxгб/4βzkfRωz + 1,0 (см). Катет швов kf принимаем в пределах его возможных величин: kfmin - kfmax. Минимальный катет определяется по [табл. 38, 5] в зависимости от вида соединения и сварки. В нашем случае соединение тавровое с двухсторонними угловыми швами, сварка полуавтоматическая, предел текучести до 390 МПа (Rу = 240 МПа), толщина наиболее толстого элемента tр= 30 мм. Принимаем kfmin = 7 мм. Максимальный катет определяем в соответствии с [п.14.1.7.а, 5] как kfmax = 1,2tmin, где tmin – наименьшая толщина соединяемых элементов, tmin = 10 мм, отсюда kfmax = 1,2·10 = 12 мм. В первом приближении примем катет швов, прикрепляющих ребра к стенкам колонны, kf = 10 мм. Коэффициенты проплавления βf = 0,8 и βz = 1,0 определяем по [табл. 39, 5] для полуавтоматической сварки проволокой d = 1,4 – 2 мм, нижнее положение шва при катете 10 мм. Расчетное сопротивление Rωf определяется по табл. Г.2 [5] в зависимости от вида сварочного материала – типа электродов или марки проволоки. Сварочный материал принимается по табл. Г.1 [5] в соответствии с группой ответственности, климатическим районом и классом стали. В нашем случае: группа конструкций 3 [приложение В, 5]; все климатические районы, кроме I1, I2, II2, II3; сталь класса С245. Отсюда принимаем марку сварочной проволоки Св-08А и расчетное сопротивление Rωf = 18 кН/см2. Расчетное сопротивление Rωz определяется в соответствии с требованиями табл. 4 [5]: Rωz = 0,45 Run, где Run – нормативное сопротивление стали на сжатие, растяжение, изгиб, определенное по пределу прочности; Run определяется по табл. В5 [5] в зависимости от класса стали, толщины и вида проката. В рассматриваемом случае Run = 37 кН/см2; отсюда Rωz = 0,45·37 = 16,65 кН/см2. Подставляя полученные величины в вышеприведенные формулы, получаем длины швов: lω1 = 2Qmaxгб/4βfkfRωf + 1,0 = 2·1228,7/4·0,8·1·18 + 1 = 43,7 см; lω11 = 2Qmaxгб/4βzkfRωz + 1,0 = 2·1228,7/4·1·1·16,65 + 1 = 37,9 см. Полученные длины швов необходимо проверить. Наибольшая из них не должна превышать длину шва определенную по формуле п. 14.1.7, г [5] как максимальная возможная длина флангового шва: lωmax = 85βfkf = 85·0,8·1 = 68 см. В нашем случае 43,7 см < 68 см. Окончательно принимаем высоту ребра 45 см по наибольшей из расчетных длин швов. |