Конструкции. Конструкции1. Расчет ригеля Ригель проектируем двутаврового сечения из стали С245 с R

• Название: Расчет ригеля Ригель проектируем двутаврового сечения из стали С245 с R
• Анкор: Конструкции
• Дата: 18.12.2019
• Размер: 0.58 Mb.
• Имя файла: Конструкции1.doc
• Тип: Документы; #100954
• страница: 5 из 29

Расчетная нагрузка на плиту:

q=N/B*L=132459/38*38=92 кгс/см².

Изгибающие моменты в опорной плите:

на участке 1:

b/a=80,5/380=0.21<0.5

М₁=q*b²/2=37*8,05²/2=1199 кгс*см;

на участке 2:

b/a=80,5/219=0.36<0.5

М₂=q*b²/2=37*8,05²/2=1199 кгс*см;

на участке 3:

b/a=199/99,5=2

М₃=*q*a²

=0.097

М₃=0.097*37*9,95²=355 кгс*см;

Толщину опорной плиты находим по максимальному моменту

t==6*1199/3200=1,5 см.

Принимаем t=18 мм.

2.2.3 Расчет траверсы

Высота траверсы определяем из условия размещения шва крепления траверсы к колонне. В запас прочности все усилия передаем на траверсы через 4 угловых шва. Толщину траверсы принимаем t=18 мм.

Требуемая длина шва

по металлу шва:

l_w=N/(4_fk_fR_wf_wf_c)= 132459/(41,10,4116281)=18,5 см;

по границе сплавления:

l_w=N/(4_zk_fR_wz_wz_c)= 132459/(41,150,4166511)=17,3 см.

Принимаем l_w =19 см. Проверяем допустимую длину шва

l_w<85_f k_f 19<851,10,4=37,4 –условие выполняется.

Высоту траверсы принимаем равной 15 см.

Торец колонны (после приварки траверс) и плиту фрезеруем.

Проверяем прочность швов

N/ k_f 4l_w 132459/0,4419=1743кг/ см² < 26400кг/ см²

Условие выполняется.

2.2.4 Расчет оголовка колонны

К оголовку приложена сила F=132459 кг. Конструкция оголовка колонны должна обеспечить принятое ранее шарнирное крепление балки на опорах Расчетным элементом является ребро поддерживающее плиту оголовка, толщину которой назначают конструктивно в пределах 20-25 мм.

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под давлением:

t_p=N/(l_pR_p_c),где: l_p- длина участка смятия;

l_p=b_оп.р.+2t_пл=20+22=24 мм,

N- опорное давление ригеля;

R_p- расчетное сопротивление смятия.

R_p=R_un/_m=3700/1.025=3610(кгс/см²),

t_p=132459/(2436101)=7 мм,

принимаем ребро толщиной t_p= 10 мм.

Швы, крепящие ребро к плите должны быть рассчитаны на действие той же силы N. Определим необходимую высоту швов из условия их прочности:

по металлу шва:

k_f=N/(_fl_wR_wf_wf_c)= 132459/(1,1641628)=0,34 (см);

по границе сплавления:

k_f=N/(_zl_wR_wz_wz_c)= 132459/(1641665)=0,36 (см);

В обеих формулах длина сварного шва принята l_w=2(l_p-1см).

Высота катета шва принимаем k_f=10 мм.

Высоту ребра назначим из условия прочности швов крепящих ребро к ветвям колонны. Наибольшая высота шва принимается 1,2t, где t- наименьшая толщина соединяемых деталей, в данном случае t=10 мм. Назначим k_f=12 мм, тогда необходимая длина швов:

по металлу шва

l_w=N/(4_fk_fR_wf_wf_c)= 132459/(41,11.2162811)=4,53 (см);

по границе сплавления:

l_w=N/(4_zk_fR_wz_wz_c)= 132459/(411.2166511)=4,87(см);

Назначим высоту ребра из условий размещения сварных швов h_p=5 см, при этом следует иметь ввиду, что эти швы по отношению к линии действия усилия N являются фланговыми.

2.2Расчет фундамента под колонну

Проектируем фундамент под колонну на действие распределенной нагрузки равной N=436,93 кН.

2.3.1 Определение физико-механических характеристик грунтов

1) Вид грунта – растительный слой (0-0,15м).

2) Грунт отобран с глубины 0,15-2,3м. Вид грунта – песок средней крупности.

Удельный вес минеральных частиц _s=16,1 кН/м³; удельный вес грунта =11,5кН/м³; влажность W=50%.

- плотность грунта =/g=16,1/10=1,61 т/м³;

- плотность скелета грунта _d=/(1+W)=1,61/(1+0,5)=1,073 т /м³;

- коэфф. пористости е=(_s-_d)/ _d=(16,1-10,73)/10,73=0,5;

где: _d=_d *g=1,073*10=10,73 кН/м³-удельный вес сухого грунта.

- степень водонасыщения S_r=W_s/е_w=0,51,61/0, 51=0,53;

m₀=0,12 ;

m_V=m₀/(1+е)=0,12/(1+0,5)=0,08 МПа;

β=0,74 - для песков;

Е=9,25 МПа.

Вывод: песок средней плотности, средней степени водонасыщения.

3) Грунт отобран с глубины 2,3– 8,85 м. Вид грунта суглинок.

Удельный вес минеральных частиц _s=27,8 кН/м³; удельный вес грунта =19,4 кН/м³; влажность W=30 %; влажность на границе раскатывания Wp=24%; влажность на границе текучести W_L=41%.

- плотность грунта =/g=19,4/10=1,94 т /м³;

- плотность скелета суглинка _d=/(1+W)=1,94/(1+0,30)=1,49 т /м³;

- коэфф. пористости е=(_s-_d)/ _d =(27,8-14,9)/14,9=0,86;

где: _d=_d *g=1,49*10=14,9 кН/м³-удельный вес сухого грунта.

- число пластичности J_р=W_L-W_P=41-24=17;

- показатель текучести J_L=(W-W_P)/(W_L-W_P)=(30-24)/(41-24)=0,35;

- коэффициент водонасыщенности S_r=W_s/е_w=0,302,78/0,861=0,96;

m₀=0,2 ;

m_V=m₀/(1+е)=0, 2/(1+0,86)=0,11 МПа;

β=0,62 - для суглинков;

Е=5,64 МПа.

Вывод: суглинок средней несущей способности, тугопластичный, насыщенный водой.

4) Грунт отобран с глубины 8,85 – 10,85 м. Вид грунта  глина.

Удельный вес минеральных частиц _s=28,3 кН/м³; удельный вес грунта =19,6 кН/м; влажность W=29 %. влажность на границе раскатывания Wp=15%; влажность на границе текучести W_L=35%.

J_р=W_L-W_P=35-15=20 > 17;

- показатель текучести J_L=(W-W_P)/(W_L-W_P)=(29-15)/(35-15)=0,7;

- коэфф.пористости е=(_s-_d)/_d=(_s/)*(1+W)-1=(28,3/19,6)*(1+0,29)-1=0,86;

- степень водонасыщения S_r=W_s/е_w=0,292,83/0,861=0,95;

Е= 12 МПа.

Вывод: глина средней несущей способности, мягкопластичная, насыщенный водой.

5) Грунт отобран с глубины 10,85–15,85 м. Вид грунта-песок средней крупности.

Удельный вес минеральных частиц _s=25,8 кН/м³; удельный вес грунта =19,1 кН/м³; влажность W=25%.

- плотность =/g=19,1/10=1,9 1 т /м³;

- плотность скелета _d=/(1+W)=1,91/(1+0,25)=1,53 т /м³;

- коэфф. пористости е=(_s-_d)/ _d=(25,8-15,3)/15,3=0,68;

где: _d=_d *g=1,53*10=15,3 кН/м³-удельный вес сухого грунта.

m₀=0,24,m_V=m₀/(1+е)=0,24/(1+0,68)=0,14;

- степень водонасыщения S_r=W_s/е_w=0,252,58/0, 681=0,38;

β=0,74 - для песков;

Е=5,28.

Вывод: пески средней плотности, малой степени водонасыщения.

Заключение по строительной площадке:

Судя по геологическому профилю на строительной площадке существуют перепады высот до 2 метров, грунты имеют слоистое напластование.

Первый слой – почвенно - растительный, насыщенный органическими веществами. Почвенно - растительный слой не может служить естественным основанием.

Второй слой: песок средней крупности - может служить основанием под фундамент, т.к. имеет модуль деформации Е=9,25 МПа> 5 МПа.

Третий слой: суглинок средней несущей способности, тугопластичный, Е = 5,64 МПа > 5 МПа, может служить естественным основанием.

Четвертый слой: глина средней несущей способности мягкопластичная, с модулем деформации

Е = 12МПа > 5 МПа, может служить естественным основанием.

Пятый слой: песок средней крупности, со средней несущей способности, с модулем деформации Е =5,28 > 5 МПа, может служить естественным основанием.

При строительстве на данной площадке могут быть использованы фундаменты любого типа.

Обратную засыпку выполняем из песка совпадающего по характеристикам с грунтом второго слоя.

Для окончательного определения вида фундамента рассчитаем три варианта устройства фундамента и сравним их по технико-экономическим показателям.

К расчёту приняты: 1. фундамент мелкого заложения стаканного типа;

2. свайный фундамент на забивных железобетонных сваях;



Рисунок 2.2 - Состав грунтов на строительной площадке