Расчёт опорного узла главной балки

Рисунок 13 – Опорный узел главной балки

 

Из условия работы на смятие торца диафрагмы согласно пункту 7.12 /2/:

Из таблицы 52^* /2/ нахожу

Принимаем .

Проверим устойчивость условной опорной стенки в состав поперечного сечения которой включается диафрагма и примыкающий к ней участок стенки шириной  S

Рисунок 14 – Условная опорная стойка

 

.

Устойчивость условной опорной стойки проверяется по формуле:

 

Коэффициент продольного изгиба находится по таблице 72 /2/

Проверим на срез угловые сварные швы, крепления диафрагмы к торцу балки. Проверяются только фланговые швы (вертикальные), при этом в расчетную длину сварных швов включается участок, максимальной протяженности сварного шва - флангового по отношению к опорной реакции

,

Сварка полуавтоматическая. Положение шва при сварке – вертикальное. Марка сварной проволоки Св-08А.

; .

; по таблице 51^* /2/ нахожу

Предварительно принимаю .

По таблице 34^* /3/ нахожу , .

 

,

.

Следовательно, расчет производим по металлу границы сплавления.

Расчёт узла сопряжения балки настила с главной балкой

Проверяю прочность опорного участка стенки балки настила:

Проверяем устойчивость приопорного участка стенки балки настила

Устойчивость проверяется по формуле:

    

    

Условие выполняется, следовательно, устойчивость условной опорной стойки обеспечена.

Проверим устойчивость условной опорной стойки в уменьшенном сечении.

 

 

Рисунок 15 – К расчету узла сопряжения балки настила с главной балкой

Расчёт колонны

Определение усилий и подбор сечения стержня колонны с проверкой устойчивости

Из таблицы 50^* /2/ принимаю сталь для третьей группы конструкций класса С255 ГОСТ27772-88, из таблицы 51^* /2/ нахожу для толщин от 2 до20 R_y=24кН/см², для толщин от 20 до 40 R_y=23 кН/см².

Нагрузка на колонну равна .

Геометрическая длина колонны равна:

.

.

Задаюсь начальной гибкостью  (из таблицы 72 /2/).

Требуемая площадь сечения:

Требуемый радиус инерции

Сталь универсальная широкополосная h_w=400, b_f=400мм.

Принимаю t_w=10 мм.

Принимаю t_f=24 мм.

Проверяем принятое сечение ветвей.

Проверим выполнение условия устойчивости относительно материальной оси.

По таблице 72 определяем φ=0,64

 Так как условие выполняется, следовательно, устойчивость колонны относительно материальной оси обеспечена.

Проверяем местную устойчивость полки, для этого сравним фактическое отношение с табличным (таблица 29)

Местная устойчивость полки обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки по формулам пунта 7.14/2/ и таблицы 27/2/

Местная устойчивость стенки обеспечена.

Расчет базы колонны

Размеры плиты базы в плане определяются из условия исключения смятия бетона фундамента под плитой

Продольное усилие действующее под плитой базы равно:

 

согласовав с сортаментом на универсальную сталь, принимаю .

Рассчетный момент у грани колонны:

     

Требумая толщина плиты:

Расчет плиты на изгиб выполняем как расчет кольцевой пластинки, так как .  В ней определяем радиальные и тангенциальные напряжения. Моменты в соответствующих напряжениях:

Напряжения в радиальном и касательном направлении:

Приведенные напряжения в пластинке:

 

Прочность сварных горизонтальных швов крепления стержня колонны к плите проверяем на действие 15% макс. Усилия

Расчетные сопротивления сварного шва условному срезу по металлу шва: по таблице 56 /2/ ; по таблице 3 /2/ ; по таблице 51^* нахожу ; .

Из раздела 11 /2/ имеем: , .

Для выбора расчетного сечения сварного шва сравним выражения:

Следовательно, расчетным является сечение по металлу границы сплавления.

Минимальное значение катета сварного шва k_f=8 мм

 

Расчет оголовка колонны

Оголовок колонны состоит из опорной плиты и подкрепляющих ребер. Опорная плита передает давление от двух главных балок на ребра оголовка и фиксирует проектное положение балок при помощи монтажных болтов. Определяем размеры ребер, задавшись толщиной плиты:

t_ПЛ= 25 мм (t_ПЛ=20…25 мм). Требуемая толщина парных ребер из условия работы на смятие:

см,

где N - удвоенная опорная реакция главной балки; - расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности; b_ОП=0,21 м – ширина опорного ребра балки.

Принимаем толщину ребра t_r=36 мм. Ширина ребра должна быть не менее  Принимаем ширину парных ребер равными b_r=130 мм

Выбираю сварочные материалы.

Сварка полуавтоматическая. Положение шва при сварке – горизонтальное. Марка сварочной проволоки Св-08 А.

; по таблице 51^* /2/ нахожу ;

По таблице 38^* /2/ нахожу .      

По таблице 34^* /2/ нахожу , .

,

Расчет буду производить по металлу границы сплавления

Высота вертикальных ребер определяется из условия размещения четырех фланговых швов длиной не менее:

Здесь катет шва не может быть более где t_W – толщина стенки колонны. Длина сварного шва не должна быть более Оставляем

 

Принятое сечение ребра проверяю на срез:

;

согласно таблице 1^* /2/ ;

Так как стенка колонны тоньше примыкающих ребер (t_w=10 мм< t_r=34 мм), стенку проверяем на срез:

 Стенка колонны толщиной 10 мм на срез не проходит. Поэтому в пределах высоты оголовка на сварных швах встык выполняется вставка большей толщины. Требуемая толщина стенки из условия среза:

Принимаем вставку толщиной t_W=20 мм.

Торец колонны фрезеруется, и поэтому толщина швов, соединяющих опорную плиту со стержнем колонны и ребрами, назначается конструктивно, равной k_f=8 мм. С целью укрепления стенки колонны и вертикальных ребер от возможной потери устойчивости снизу вертикальные ребра обрамляются горизонтальными ребрами толщиной t_p=8 мм.

Размер плиты оголовка назначаем конструктивно 500×450 мм.