Курсовой проект: Проектирование стального каркаса промышленного здаия. Курсач стальные конструкции. Курсовой проект по дисциплине Стальные и деревянные конструкции (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Пояснительная записка
 Скачать 475.89 Kb.
|
5.8. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕБЕР ЖЕСТКОСТИ ИОПОРНОГО РЕБРА БАЛКИРёбра жесткости для балок 2-го класса устанавливаются с 2-х сторон стенки балки в местах опирания балок настила согласно требованиям, п. 8.5.9 [3] приваривают сплошным односторонним швом катетом . Ширина ребра принимается не менее [3, пункт 8.5.9]: Ширина ребра из условия оптимального расположения принимается . Толщина ребра принимается не менее [3, пункт 8.5.9]: Толщина ребра принимается так как по условию , а катет сварного шва для автоматической сварки стали с пределом текучести св. 285 до 390 Н/мм2 при толщине более толстого из свариваемых элементов 23-32 мм [3, таблица 38]. Расстояние между поперечными ребрами жесткости должны удовлетворять условию: Ребра жесткости устанавливаются в местах опирания вспомогательных балок. Принимаемся расстояние между ребрами жесткости равное Опорное ребро жесткости нагружено опорной реакцией Qmax и проверяется на устойчивость при центральном сжатии из плоскости балки на стойку. Толщина опорного ребра жесткости должна удовлетворять условию [4, п. 8.5.17]: Принимается Величина выпуска нижней части опорного ребра: Принимаем При наличии выпуска нижнего края опорного ребра необходимо проверить его на смятие, в этом случае условие прочности: где – расчетное сопротивление стали смятию. Согласно таблице 2 [3], расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности рассчитывается по формуле: где – коэффициент надежности по материалу, [3, таблица 3]; – временное сопротивление стали, для стали С390 при толщине проката 10-20 мм [3, таблица В.5]. Условие выполняется. При оценке устойчивости опорное ребро рассчитывается как центрально сжатая стойка [3, пункт 8.5.17]. Принимается сопряжение балки с колонной шарнирным, с опиранием на колонну сверху. Опорное ребро жесткости крепится сварными швами к стенке балки. При укреплении стенки балки опорными ребрами жесткости с шириной выступающей части в расчетное сечение стойки следует включать сечение опорных ребер и полосы стенки шириной не более с каждой стороны ребра [3, пункт 8.5.17]. Площадь расчетного сечения ребра: Осевой момент инерции расчетного сечения ребра: Радиус инерции расчетного сечения ребра: Гибкость ребра: Условная гибкость ребра: Коэффициент продольного изгиба при [9, пункт 28.5]: где, – коэффициент, зависящий от расчетного сопротивления стали по пределу текучести и от условной гибкости, [9 с. 115]. Условие прочности для опорного ребра: Прочность опорного ребра балки обеспечена. Прикрепление опорного ребра к стенке балки осуществляется двусторонними швами автоматической сваркой с использованием сварочной проволоки Св-08А, флюса АН-17-М. Сварные швы опорных ребер главной балки работают на срез. Расчет сварного соединения с угловыми швами, при действии опорной реакции , проходящей через центр тяжести соединения, следует выполнять на срез (условный) по одному из двух сечений по условию [3, пункт 14.1.16]: где – коэффициенты, учитывающие проплавление металла при сварке, для автоматической сварки при положении шва в лодочку: ; (полуавтоматическая сварка, толщина проволоки , минимальный катет 4 мм [3, Таблица 38], шов вертикальный) [3, Таблица 39]; – расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва, (для проволоки Св-08А) [3, таблица Г2]; – расчётное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границы сплавления, Определяем величину катета сварного шва из условия максимальной длины сварного шва [4, п. 14.1.7г]:
Конструктивно принимаем катет сварного шва мм для автоматической сварки стали с пределом текучести св. 285 до 390 Н/мм2 при толщине более толстого из свариваемых элементов 23-32 мм [3, таблица 38]. Длина расчетной части шва: Ребро приваривается к стенке главной балки сплошными швами по всей высоте. 5.9. РАСЧЕТ СТЫКА БАЛКИ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХПринимаем размещение стыка балки в середине пролета, где изгибающий момент будет максимальным, а перерезывающая сила равна нулю. Согласно п. 14.3.2 [3], применяемые болты и гайки должны соответствовать требованиям, предъявляемым в п. 5.7 [3], а также быть размещены в соответствии с табл. 40 [3]. Таким образом, следует применять болты согласно табл. Г.3 [3]. Следовательно, учитывая, что конструкция работает на срез и растяжение, расчет на усталостное разрушение не ведется и расчетная температура , то к расчету допускаются болты класса 5.6, 8.8 и 10.9. Также, расстояние между центрами отверстий для болтов принимается при пределе текучести соединяемых элементов , расстояние от центра отверстия для болта до края элемента при фрикционном соединении при любой кромке и любом направлении усилия не менее (где - диаметр отверстия для болта, но так как применяются болты класса точности А, то ) согласно таблице 40 [3]. Стык стенок и поясов выполняем на высокопрочных болтах марки 40Х. Предварительно назначается типовой кондуктор, у которого расстояние между осями болтов 90 мм, а до края накладки 60 мм. Толщины накладок для стенок и поясов принимаем равными толщине соединяемых элементов. Для стыка стенки принимаем число вертикальных рядов болтов с одной стороны накладки равным двум. Назначаем четное число рядов болтов, так как распределение усилий от момента пропорционально плечу между рядами [3, п.14.3.5]. Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками с размерами 750×390×15 мм. Величина изгибающего момента приходящейся на стенку балку: где - момент инерции сечения главной балки, ; – момент инерции стенки главной балки, . Усилия в соединении для крайних болтов будут максимальными: где – расстояние между крайними горизонтальными рядами болтов, ; – число вертикальных рядов болтов на полунакладке, ; – сумма квадратов расстояний между симметричными осями болтов относительно горизонтальной оси симметрии главной балки, м2. Рисунок 5.2 − Конструкция монтажного стыка стенки главной балки на высокопрочных болтах Предварительно принимается диаметр болтов для стыка . Обработка поверхности – газопламенная. Требуемая площадь сечения одного болта «нетто»: где – коэффициент, зависящий от способа обработки поверхности соединяемых материалов, разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ и контроля натяжения болтов, (обработка поверхности – дробеметный или дробеструйный двух поверхностей без консервации) [3, таблица 42]; – наименьшее расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов из стали 40Х, (при номинальном диаметре резьбы болтов ) [15, таблица 1]; – коэффициент трения, зависящий от способа обработки поверхности соединяемых материалов, (способ обработки поверхности – дробеметный или дробеструйный без консервации) [3, таблица 42]. Окончательно принимаются болты диаметром 30 мм с площадью сечения нетто [3, таблица Г.9]. Такие же болты принимаются для соединения поясов балки. Несущая способность одной поверхности трения: Прочность стыка стенки обеспечена. Проверим соответствие выбранного кондуктора требованиям таблице 40 [3]: 1) расстояние между отверстиями: ; 2) расстояние до края элемента: Таким образом, выбранный кондуктор удовлетворяет требованиям. Усилие в поясе: где – момент инерции полок главной балки, Количество болтов в стыке поясов с одной стороны накладки при двухрядном расположении: Назначается 6 болтов для крепления накладки с одной стороны. При стыке поясов каждый пояс перекрываем накладками с размерами 570×210×30 и 570×90×30 (2 шт.). В соответсвии с п. 14.4.1 [3] необходимо провести проверку: где - сдвигающее пояс усилие на единицу длины, ; – количество плоскостей трения, ; – коэффициент условия работы, . Прочность фрикционного соединения обеспечена. Рисунок 5.3 − Конструкция накладок для поясов главной балки |