ргр губенко. ГУБЕНКО РГР. Расчет конструкции балочной клетки

• Название: Расчет конструкции балочной клетки
• Анкор: ргр губенко
• Дата: 23.05.2023
• Размер: 0.66 Mb.
• Имя файла: ГУБЕНКО РГР.docx
• Тип: Документы; #1153115
• страница: 5 из 5

2.11 Расчёт и конструирование укрупнённого стыка главной балки

Стык проектируется в середине пролета балки и осуществляется при помощи 3 накладок пояса и парных накладок на стенки на высокопрочных болтах.



Рисунок 2.8 – Размещение болтов на монтажном стыке главной балки
Размеры накладок, перекрывающих пояса, определяются следующим образом:

- суммарная площадь трёх накладок пояса должна быть не менее его площади: ;

- длина накладок определяется из условия расстановки узлов. Высокопрочные болты принимаются d = 20 мм, марки 40Х «Селект» с временным нормативным сопротивлением ;

- расчётная несущая способность болта на одну плоскость трения:

кН,

где – коэффициент работы болта; – площадь сечения болта нетто; – коэффициент трения; - коэффициент, учитывающий работу болта.

Усилие, которое может возникнуть в верхнем поясе,

кН

Количество болтов с одной стороны стыка:

шт,

где – коэффициент, учитывающий назначение конструкции; – число плоскостей трения в стыке пояса, .

Число болтов округляется в большую сторону, и болты расставляются в три ряда с каждой стороны стыка пояса и по разные стороны стыка стенки. Окончательная длина накладки должна быть кратна 10 мм.

Изгибающий момент, воспринимаемый стенкой:



Болты в стыке должны располагаться вертикальными и горизонтальными рядами. Максимально загруженные болты находятся в дальних от нейтральной оси рядах (горизонтальных). Максимальное усилие в наиболее загруженном болте (должно быть ):

,

где – расстояние между наиболее удалёнными от нейтральной оси горизонтальными рядами; – число вертикальных рядов болтов с каждой стороны стыка; – сумма квадратов расстояний между равноудалёнными от нейтральной оси горизонтальными рядами,

м²

кН

Условие прочности выполнено.

Размеры накладок определяются из условия прочности болтов.

3 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТОЙ КОЛОННЫ

Колонна сквозного сечения проектируется составленной из двух ветвей (сечение ветви – прокатный двутавр), соединенных между собой планками.


Рисунок 3.1 – Колонна сквозного сечения

3.1 Определение расчетной нагрузки

Расчетная нагрузка на колонну:

(3.1.1)

– вес главной балки

, (3.1.2)

где ρ_ст = 78,25 кН/м³ – плотность стали;

A_г.б. – площадь сечения главной балки, A_г.б. = 452,52+1801,3=742,5 см² = 0,0742 м²;

l_г.б. = 12 м – пролет главной балки.

= 0,07421278,25= 69,67 кН

N= 2 1711,12 + 69,67 = 3491,91 кН.

Расчетные длины колонны в плоскости и из плоскости конструкции:



коэффициенты защемления балки,

Фактическая длина колонны:

(3.1.3)

где Отм_вн – отметка верха настила;

t_н – толщина настила;

h_бн – высота балки настила;

h – высота главной балки;

h₃ – глубина заземления колонны.



м

3.2 Подбор сечения колонны

Требуемая площадь сечения:

, (3.2.1)

где предельное значение коэффициента продольного изгиба, .

,

Требуемая площадь одной ветви:

(3.2.2)



По сортаменту подбираем двутавр № 33

= 53,8 см²; i_x= 13,5 см; i_y= 2,79 см

b₁=140 мм;m = 42,2 кг/см;

Определяем гибкость относительно материальной оси:

, (3.2.3)

где 120 – величина предельной гибкости.

,

Приведенная гибкость сечения:

(3.2.4)

где гибкость отдельной ветви,

Принимаем =30 и определяем требуемую гибкость относительно свободной оси.

(3.2.5)


С другой стороны, также определяется:

(3.2.6)

Требуемый радиус инерции сечения:

(3.2.7)

см.

Требуемая ширина сечения:

(3.2.8)

где α_y – коэффициент, зависящий от формы сечения, α_y = 0,52 для двутаврового сечения.

см.

Принимаем ширину сечения колонны b = 30 см и проверяем возможность размещения на ней минимального зазора между ветвями:

см > 15 cм.

Оставляем сечение шириной b = 30 см (рис.3.2).

Рисунок 3.2 – Поперечное сечение колонны сквозного сечения
Определяем геометрические характеристики подобранного сечения:

; (3.2.9)

см⁴;

; (3.2.10)

см;



;

кН/см² < 34,5 кН/см² = R_y

Условие выполняется, устойчивость колонны обеспечена.

3.3 Расчет и конструирование решетки колонны

Ветви колонны соединяем при помощи листовых планок шириной d_пл = 300 мм приваренных к ветвям колонны ручной сваркой электродами Э46.

Расстояние между планками определяется по предельной гибкости ветви

= 30;

см

Принимаем = 80 см, см.



Рисунок 3.3 – Решётка колонны
Определяем условную поперечную силу, которая приходится на две плоскости планок:

кН;

Определим усилия, действующие на 1 планку:

кН;

кН;

кНсм.

Касательное напряжение в сварном шве:

кН/см² < 20 кН/см² = R_wf,

где d_пл – ширина планки;

k_f– высота катета сварного шва, k_f= 0,6 см [2, п. 3.9];

– коэффициент сварки [2,п. 3.8];

R_wf – расчетное сопротивление углового сварного шва по металлу шва,

R_wf = 20 кН/см² [2, п. 3.2].

Нормальные напряжения в сварном шве:

кН/см² < 20 кН/см² = R_wf

Приведенные напряжения в шве:

< 20 кН/см² = R_wf

Прочность швов обеспечена.

3.4 Расчет и конструирование базы колонны

Нагрузку на базу принимают с учетом веса колонны (двух ветвей) m =42,2 кг/м

Нагрузка на базу:

кН.

Требуемая площадь опорной плиты:

,

где – расчетное сопротивление для фундамента В15, = = 0,851,2=1,02 кН/см²;

– расчетное сопротивление бетона на сжатие;

– коэффициент условий работы.

Конструктивно приняв t_тр = 12 мм, определяем один из размеров плиты.

= 60 см.

Другой размер плиты:



Проверяем достаточность этого размера для размещения ветвей колонны:

см ≥ 52,53 см

Колонна не размещается на плите шириной 52,53 см. Принимаем размеры плиты 75х55 см. Уточняем свес плиты:

с = мм.

Колонна размещается на плите.



Рисунок 3.4 – База колонны
Разбиваем плиту на участки в зависимости от их защемления и определяем моменты на этих участках:

кНсм,

где

– напряжение под плитой

= кН/см²

– размер длинной стороны в отсеке 1,

b – размер короткой стороны в отсеке.

кНсм

где

где – размер свободной стороны в отсеке 2,

а – длина стороны, перпендикулярной свободной

кНсм

кНсм

Толщина плиты:

= = 4,8 см

Принимаем толщину плиты базы 50 мм.

Высота траверсы определяется из условия прочности угловых сварных швов на срез:

см,

где 1 – учет непровара в стальном шве;

Принимаем высоту траверсы h_тр = 95 см.

3.5 Расчет оголовка колонны

Эскиз оголовка колонны приведён на рис. 3.5.






Рисунок 3.5 – Оголовок колонны
Толщину ребра оголовка определяем из условия смятия ребра опорной реакцией главной балки:

см

Принимаем 25 мм

Высоту ребра определяем по условию прочности сварных швов:

см.

Принимаем высоту ребра 90 см, толщину плиты оголовка 30 мм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) Расчет конструкций балочной клетки: метод. указания к курсовому проектированию / Л.А. Губенко, Т.А. Никитина – Архангельск: Северный (Арктический) федеральный ун-т, 2010. – 36 с.

2) Губенко Л.А. Справочные материалы к расчету и подбору элементов металлических конструкций / Л. А. Губенко, В.А. Катаев, Е.А. Мошникова. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2007. – 44 с.

3) СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.: Стройиздат, 1987 г. (с изменениями 2003 г.).

4) СНиП II-23-81 Стальные конструкции. Нормы проектирования. М. ЦИТП. 1990.