Курсач по гидре. ПЗ курсовой проект Нгуен Нгок Бао Хонг ИГЭС 3-2. Курсовой проект по дисциплине Металлические конструкции Тема Проектирование конструкций балочной рабочей площадки
 Скачать 1.25 Mb.
|
6.Расчет и конструирование базы (башмака) колонныБаза центрально сжатой колонны представляет собой уширенный конец колонны; размер уширения определяется прочностью фундамента. Основными элементами баз без фрезеровки торца колонны являются траверсы и опорная плита (рис. 23 а)  Рис. 23 Базы центрально сжатых колонн Траверсы устраиваются из листов толщиной 8-14 мм. или швеллеров, прикрепляемых к стержню колонны и плите. Они располагаются в направлении, удобном для прикрепления их к стержню колонны, или в плоскости примыкания главной балки к колонне. В колоннах с центральной нагрузкой сильно вытянутые базы (при отношении длины к ширине более двух) не рациональны. В этом случае при больших усилиях в колонне целесообразно применять уширенные базы с укреплением свесов плиты треугольными консольными ребрами (рис. 23 б). Прикрепление башмаков к фундаментам осуществляется при помощи анкерных болтов (анкеров), заделываемых в фундамент при бетонировании. Обычно ставят два или четыре анкера, диаметр которых назначается конструктивно (20 ÷ 25 мм.) При расчете базы определяются: размеры плиты в плане, толщина плиты и высота траверсы. 6.1.Расчет опорной плиты базыТребуемая площадь опорной плиты определяется из условия прочности бетона фундамента к смятию:  ,  , (6.1.1)где N – усилие в колонне. Rфунд=γ∙Rб – расчетное сопротивление бетона смятию; Rб – расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие (призменная прочность), принимаемое по табл. 7; 𝛾 = 1,2÷1,5; 𝛾с=1 – коэффициент условия работы. Таблица 7
Для бетона класса В10. Rб = 6 МПа = 0,6 кН/см2 Rфунд = 1,2∙0,6 = 0,72 кН/см2 Определим требуемую площадь опорной плиты  . (6.1.2)Ширину плиты Впл (рис. 24) назначают по конструктивным соображениям, принимая свес плиты С = 40÷120 мм, а толщину траверсы tтр=1 мм. Принимаем С =4см.  (6.1.3)Размером С можно откорректировать ширину плиты Впл до стандартных размеров листовой стали  460 Рис. 24 База колонны Имея ширину плиты, определяем и длину:  .Принимаем 𝐿пл= 60см.Фактическая площадь плиты Апл = Впл· Lпл = 53·60 = 3180 см2меньше требуемой. Расчетное среднее давление опорной плиты на бетон фундамента равно:  (6.1.4)Толщина опорной плиты tпл определяется из условия прочности ее при изгибе на действие реактивного давления фундамента σфунд. Опорная плита базы работает на изгиб, как пластинка, расчлененная (рис. 23а) колонной и распределительными элементами на отдельные участки, опертые на 4 стороны (участок 1), на 3 стороны (участок 2), на 2 стороны (участок 3) и консольные (участок 4). Наибольший расчетный изгибающий момент, действующий на полосе плиты шириной 1 см, в участках опертых на 4 стороны равен М=α·q· 𝑎2; опертом на 3 стороны: М = β·q·l22; опертые на 2 стороны: М=γ·q· 𝑎22; консольном: М= q· 𝑎3·𝑎3/2 = 0,5 ·q· 𝑎32, где 𝑎– коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны b к более короткой стороне 𝑎(табл. 9); β – коэффициент, зависящий от отношения закрепленной стороны b1 к свободной 𝑎1 (табл. 9); 𝛾 – коэффициент, зависящий от отношения диагонали участка 𝑎2 к высоте b2, проведенной от вершины угла до диагонали (табл. 9). Таблица 8 Коэффициенты α
Таблица 9 Коэффициенты β и γ
Вычислим изгибающие моменты на различных участках плиты (рис. 24) :  б)  Так как на обоих участках b1/𝑎1<0,5, т.е. эффект заделки по короткой стороне не проявляется и плиты работают как консольные с вылетом 5,9 и10,2см.  (6.1.5) (6.1.5) Толщину опорной плиты рекомендуется принимать в пределах 20÷40 мм. Если толщина плиты в каком-то участке превышает 40 мм, необходимо уменьшить возникающий в ней изгибающий момент постановкой ребер в этом участке. Принимаем tпл=36мм. 6.2. Расчет траверсУсилие от стержня колонны передается на траверсы через сварные швы d (рис. 23 𝑎), длина которых и определяет высоту траверсы.  , (6.2.1)где n = 4 – число швов, крепящих траверсы к колонне; γw=γc=1 – коэффициенты условий работы шва и конструкции; βf и βz – коэффициенты глубины проплавления шва, которые при ручной сварке равны βf=0,7 ; βz=1,0; kf – катет шва; Rwf и Rwz – расчетные сопротивления углового шва при срезе по металлу шва и по металлу границы сплавления: Rwf=18 кН/см2;Rwz=16,4 кН/см2. Примечание. Высота траверсы (длина сварного шва) не должна превышать 85·βkf ·. Вычисляем прочностные характеристики шва:  (6.2.2)То есть cрез сварного шва произойдет по металлу шва. Приняв 𝑘f=12 мм,  (6.2.3)Условие удовлетворено. Далее проверяем прочность траверсы на изгиб и срез в месте прикрепления ее к стержню колонны:  (6.2.4)где  (6.2.5) (6.2.6) (6.2.7) (6.2.8) (6.2.9) (6.2.10)Прочность траверсы обеспечена. Необходимо также рассчитать катет швов m , крепящих траверсы к плите (рис. 23 𝑎)  где Σ𝑙𝑤=2*60+4*11,8=167,2см – суммарная длина угловых сварных швов, крепящих траверсы к плите. Примем kf=12 мм. 7.Сопряжение балок с колоннами7.1. Гибкое сопряжение балок с колоннами.В целях облегчения монтажа и передачи опорного давления балки через пристроганный торец опорного ребра к колоннам на заводе привариваются рабочие столики по трем сторонам (рис. 26). Столики обычно проектируются из листа толщиной 20÷40мм. или из крупного уголка с обрезанной горизонтальной полки. Швы, прикрепляющие столик к колонне, должны быть рассчитаны на опорную реакцию. Длина рабочего столика определяется из условия прочности угловых швов, крепящих его к колонне  (7.1.1)Коэффициент 1,3 учитывает возможную неравномерность передачи опорного давления балки RA; на столик βf =0,7; Rwy=18 кН/см2; kf – катет шва; 𝛾𝑤=𝛾𝑐=1 – коэффициенты условий работы шва и конструкции. Примем tст = 40 мм; bст = 340 мм; kf = 12 мм.  (7.1.2)Проверим 𝑙ст=43< 85·βf·kf=85*0,7*1,2=71,4. Условие удовлетворено. Опорное ребро балки прикрепляют к стержню колонны монтажными болтами с d=16÷20 мм в количестве 6÷8 шт. Чтобы балка не зависла на болтах и плотно стала на рабочий столик, диаметр отверстий должен быть на 3÷4 мм больше диаметра болтов. 7.2. Опирание балок на колонну сверхуПри опирании главной балки на колонну сверху опорное давление ее передается на колонну через ребра оголовка. Ребра оголовка (рис. 25 б) приваривают к горизонтальной торцовой опорной плите швами d и к стенке колонны швами с. а) Если торцы колонны ребер не фрезерованы, то сварные швы d, должны быть рассчитаны на полное давление балки на оголовок. б) Если торцы колонны и ребер фрезерованы, давление балки передается непосредственно через опорную плиту на ребра оголовка. В этом случае сварные швы d принимаются конструктивно. Длину ребер оголовка колонны определяют из условия прочности сварных швов, крепящих их к стержню колонны:  (7.2.1)Толщину опорной плиты принимают конструктивно tо.п.= 20÷30 мм, а ребер оголовка tр.о.= 14÷20 мм. Примем фрезеровку торца колонны, ребер и опорной плиты: tо.п. = 20 мм; tр.о.= 16 мм; назначим kf = 9 мм; β𝑓=0,7 (ручная сварка), Rwf = 18 кН/см2, n = 4 (количество швов), тогда  (7.2.2)Литература1) Металлические конструкции В 3т Т.1 Элементы конструкций / Под ред. В.В. Горева – М.: Высшая школа 2004 2) Металлические конструкции В 3т Т.2 Конструкции зданий / Под ред. В.В. Горева – М: Высшая школа 2004 3) Металлические конструкции. Общий курс / Под ред. Г.С. Веденникова – М.: Стройиздат 1998 4) Металлические конструкции / Под ред. Беленя Е. И. – М.: Стройиздат 1986 5) Металлические конструкции / Абовян Г. А. – Ереван : издательство «Свет» 1977 6) Металлические конструкции: Справочник проектировщика В3 / Под ред. В.В. Кузнецова – М.: Изд. АСВ, 1998 7) СНиП II-23-81* Стальные конструкции – М.: ЦИТП 2005 8) СП 16.13330.2011 Стальные конструкции . Актуализированная редакция СНиП II-23- 81* / Минрегион России. М., 2011 9) СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования / М., 2011 10) Металлические конструкции, включая сварку [Электронный ресурс] : учебное пособие / В. С. Парлашкевич ; Московский государственный строительный университет. - Москва : МГСУ ; Ай Пи Эр Медиа, 2014 г. Москва 2022г. |