архитектура. Бархударов_КП МК_ПЗ-правка ЦВГ. Промышленное и гражданское строительство

• Название: Промышленное и гражданское строительство
• Анкор: архитектура
• Дата: 11.04.2021
• Размер: 1.68 Mb.
• Имя файла: Бархударов_КП МК_ПЗ-правка ЦВГ.docx
• Тип: Пояснительная записка; #193409
• страница: 8 из 9

6 Расчет и конструирование узлов сопряжения балок

Расчет крепления вспомогательной балки к главной балке

Опорная реакция вспомогательной балки от расчетной нагрузки:

кН

Стык выполняем на болтах нормальной точности класса 5.6; d=20 мм; А_b = 3,14 - площадь сечения стержня болта табл. Г.9 [1]; R_bs = 20 кН/см² расчетное сопротивление болта срезу по табл. Г.5 [1]; g_b = 0,9 - коэффициент условий работы многоболтового соединения по табл. 41(прим.) [1]; n_s=1 - число срезов болта.

Определяем несущую способность одного болта:N_bs = 3,14·20·0,9·1 = 56,5 кН

Требуемое количество болтов (1,2 - коэффициент частичного защемления балки в узле):

Принимаем n = 4

Проверяем прочность балки настила по сечению, ослабленному 6-ю отверстиями диаметром: d₀ = d + 2¸3 мм = 20+2 = 22 мм.

A_n = (h_b - nd₀)t_w, где h_b и t_w - соответственно высота балки и толщина ее стенки

< кН/см² - прочность обеспечена.

7 Расчет и конструирование колонны

Усилие в центрально - сжатой колонне можно принять равным сумме опорных реакций балок с учетом их собственного веса (массы).

Усилие определяется по формуле :

N = n×Q_гб + n×G_пб×γ_f2,

где n=2 – число балок, опирающихся на одну колонну, Q_гб – реакция опоры одной главной балки, G_пб – вес одной половины главной балки.

кН

V_гб=85∙1,4∙900+(24∙2,5∙600)∙2+(19∙2,5∙(150∙2))∙2+(85∙0,6∙8)∙12+(19∙1,2∙90)∙2=

=219600см³ =0,22 м³, ρ=78,5 кН/м³

N = 2×796,0+2×8,6×1,05 = 1610 кН

Расчет базы колонны выполняется на усилие N = 1.01×N₁

N₁ = 1,01×1610 = 1626 кН


7.1 Расчет стержня, оголовка и базы колонны

Расчет стержня

Согласно заданию колонна принята сквозного сечения. Так как N = 1610 кН принимаем колонну из двух швеллеров.

Геометрическая длина учитывает заглубление подошвы колонны ниже уровня нулевой отметки на 0,5 м:

ℓ_г = h_наст – h_гб + 0,5 = 800 - 0+50 = 850 cм

Расчетную схему принимаем с шарнирным сопряжением вверху и жестким внизу колонны, μ=0,7. Расчетная длина колонны определяется в зависимости от принятой расчетной схемы:

ℓ = ℓ = ℓ_ef = μ· = 0,7·850 = 595 см

Подбор сечения сквозной колонны

Расчет центрально сжатых элементов на устойчивость в соответствии с п. 7.1.3 [1] выполняется по формуле:

,

где N – внутреннее продольное усилие в колонне, φ – коэффициент продольного изгиба, А – площадь поперечного сечения стержня, R_y= 24 кН/см² (2,4 тс/см²) – расчётное сопротивление стали С245 (табл. В.5 [1]), γ_с = 1 – коэффициент условий работы.

Задаемся коэффициентом устойчивости (продольного изгиба) φ = 0,8 и по табл. Д.1 [1] устанавливаем соответствующую ему гибкость = 61.

Требуемая площадь поперечного сечения:

A_тр = см²

Площадь одного швеллера:

A_тр1 = см²

Требуемые радиусы инерции сечения:

i = см

По A_тр1 и i в сортаменте выбираем номер швеллера с близкими по значению характеристиками. Принимаем швеллер [ 33, площадь сечения 46,5 см2, радиус инерции относительно оси х – x, i =13,1 см.

Принимаем сечение колонны из двух швеллеров [ 33 по ГОСТ 8240- 97. Геометрические характеристики сечения : А = 2·46,5 = 93,0 см2; 13,1 см; = 2,59; = 10,5см; 410см4; 2,97 см.

Вычисляем гибкость относительно оси x-x:



Коэффициент устойчивости (продольного изгиба) φ определяем по табл. Д.1.[1] путем интерполяции по вертикали и горизонтали: φ = 0,871.

Проверяем устойчивость колонны относительно материальной оси x-x по формуле:

кН/см² < R_y∙γ_c = 24,0 кН/см² – условие выполнено

Недонапряжение = ·100 % = ·100 % = 17,1 % > 5% .

По требованию СНиП /4/, недонапряжение для составных сечений не должно превышать 5 %, требование СНиП не выполнено.

Требуется перекомпоновка сечения.

Принимаем сечение колонны из двух швеллеров [ 30 по ГОСТ 8240- 97. Геометрические характеристики сечения : А = 2·40,5 = 81,0 см2; 12,0 см; = 2,52; = 10,0 см; 327 см4; 2,84 см.

Швеллер [ 30 имеет площадь сечения 40,5 см2 (т.е. меньше Aтр / 2, но радиус инерции относительно оси х – x ix =12,0 см (т.е. больше ). Можно предположить, что колонна из двух швеллеров №30 будет устойчивой при заданной нагрузке и высоте колонны.

Вычисляем гибкость относительно оси x-x:



Коэффициент устойчивости (продольного изгиба) φ определяем по табл. Д.1.[1] путем интерполяции по вертикали и горизонтали: φ = 0,854.

Проверяем устойчивость колонны относительно материальной оси x-x по формуле:

кН/см² < R_y∙γ_c = 24,0 кН/см² – условие выполнено

Недонапряжение = ·100 % = ·100 % = 2,9 % < 5% - условие выполняется.

Назначаем расстояние между соединительными планками из условия:  ,

где – расстояние между соединительными планками «в свету».

= = 30 · 2,84 = 85,2 см, принимаем 85 см. что такое i_l– откуда??



Рисунок 8 - Сечение сквозной колонны

Гибкость ветви колонны:



Требуемая гибкость относительно свободной оси у – у:



Требуемый радиус инерции:

i = см

Ширина сечения:

см

где – коэффициент формы сечения по табл. 2 приложения.

Принимаем см, тогда расстояние между ветвями колонны «в свету» см > 10 см, где 10 см – ширина полки швеллера. Расстояние «в свету» должно быть не менее 10см для обеспечения возможности окраски внутренних поверхностей стержня.

Ширина сечения в осях I-I: 37 - 2·2,52 = 31,96 см.

Пользуясь рекомендациями, задаемся размерами соединительных планок:

высота планки а = (0,5 ÷ 0,75)· b, принимаем, а = 23 см;

ширина планки d =( )= 170 + 60 = 230 мм = 23 см;

толщина планки t = 0,8 см.

Проверяем выполнение условий обеспечения необходимой жесткости планок:

≤ 30; ≤ 50 -условия выполняются

Вычисляем момент инерции сечения планки относительно горизонтальной оси:

см⁴

Определяем фактическое значение гибкости λу относительно свободной оси:

см⁴

см



Вычисляем параметр:

> 5

где 85 + 23 = 108 см - расстояние между центрами планок.

Следовательно, приведенную гибкость необходимо определять по формуле:



Сравниваем гибкости стержня колонны и

В нашем случае < , следовательно, жесткость колонны относительно оси у–у будет больше, чем относительно оси х–х. Достаточно выполнить проверку устойчивости относительно оси наименьшей жесткости (в нашем случае х–х), а ее мы уже проделали. Таким образом, при заданных размерах сечения стержень колонны будет устойчивым в любом направлении.

Необходимо также отметить, что компоновка сечения выполнена достаточно рационально с точки зрения условия равноустойчивости.

Переходим к расчету соединительных планок. Определим значение условной перерезывающей силы по формуле:

кН

Здесь φ определяется по табл. Д.1 [1] в зависимости от = 44,2.

Срезывающая сила:

кН

Изгибающий момент в планке:

кН·см

Планки привариваем к полкам швеллеров угловыми швами, k = 6мм, cварка полуавтоматическая в углекислом газе сварочной проволокой Св-08А.

Устанавливаем опасное сечение, т.е. сечение, по которому необходимо выполнять расчет швов. Для этого необходимо сравнить произведения и

кН/см² (см. табл. 56 [1]); ; (см. табл. 34 [1]), кН/см² , где кН/см² (см.табл.Г.2.[1]) - нормативное сопротивление, установленное по пределу прочности (временному сопротивлению) для стали C 245; принимаем и

кН/см²

кН/см²

_{Опасным будет сечение по металлу шва. За расчетное сопротивление необходимо принимать} Rwf.

_{Вычисляем геометрические характеристики опасного сечения шва:}

см³

см²

_{Напряжения в шве}:

касательные - кН/см²

нормальные - кН/см²

равнодействующие - кН/см² < кН/см²

_{Прочность шва обеспечена.}