4. Монтажний стик головної балки

4.1. Розрахунок монтажного стику за допомогою зварювання.

У балках складених перерізів монтажні стики найчастіше виконують за допомогою зварювання та високоміцних болтів.

При використанні зварювання з’єднання виконують за допомогою стикових швів. Міцність стику перевіряють як суцільний переріз. Напруження у ньому не повинні перевищувати розрахункового опору стикового з’єднання R_wy, R_wu.

4.2. Стик стінок балки.

‑ де A_f – площа перерізу стінки.

а) за наплавленим металом:

б) за межею сплавлення:

Умова не виконується потрібні додаткові накладки на стінку двотавра.

Визначаємо необхідну довжину зварного шва:

‑приймаємо прямокутну накладку 1000х800.

4.3. Стик поличок

,

де М₁– момент у місці стику головної балки(рис 6);

а) за наплавленим металом:

б) за межею сплавлення:

Так як умова не виконується потрібні додаткові накладки на полички двотавра.

Визначаємо необхідну довжину зварного шва

‑приймаємо прямокутну накладку розміром 400х270.

5.Розрахунок колони

5.1. Вибір розрахункової схеми

В даній курсовій роботі використовуємо наскрізну колону на планках. Закріплення колони приймаємо шарнірним. Розрахункове зусилля, що діє на колону складається із суми опорних реакцій головних балок . Оскільки на колону опирається дві головні балки, то величина розрахункового навантаження рівна: .

Знаходимо геометричну довжину колони; приймається рівною відстані від верху фундаменту до верху плити оголовка: , де - відмітка верху настилу робочого майданчика; - заглиблення бази нижче відмітки чистої підлоги; - виступаюча вниз частина торцевого ребра головної балки; - будівельна висота перекриття робочого майданчика; - висота головної балки; ; - товщина настилу. .

Отже, геометрична довжина колони рівна: .

Розрахункові довжини колони при шарнірному закріпленні її кінців в двох напрямках:

l_cf = l_x1 = l_y1 =  l_c = l_c =9052 мм

де l_c - геометрична довжина колони, м (рис. 9 );

 = 1 - коефіцієнт зведення довжини при шарнірному закріпленні кінців стержня.

Рис. 9. Розрахункова схема колони

5.2. Розрахунок стержня наскрізної колони з планками

А. Розрахунок відносно матеріальної осі .

1.Прийнявши попередньо гнучкість колони  = 50...100 (чим більше навантаження, тим меншу гнучкість обирають), за табл. 72 [3] визначаємо коефіцієнт поздовжнього згину .

Необхідна площа перерізу гілки колони, см²

де N - розрахункове зусилля в колоні, кН, визначається за формулою (5.1);

R_y - розрахунковий опір сталі , МПа, приймається за табл.51^* [3];

_с- коефіцієнт умови роботи конструкції, приймається за табл.6^* [3];

2. За необхідною площею перерізу гілки А₁ з таблиць сортаменту приймаємо прокатний двотавр №45( ГОСТ 8240-89), для якого виписуємо необхідні геометричні характеристики: площа перерізу А=84,7 см²; моменти інерції J_x,=27696 см⁴, J_y=808 см⁴; радіуси інерції і_x,=18,1 см і_y =3,09см; ширина полички b_f =160 см; товщина полички t_f =1,42см; товщина стінки двотавра t_w=0,9 см..

Рис. 10. Наскрізна колона з планками (із двох двотаврів)

3. Перевіряємо підібраний переріз колони на стійкість відносно матеріальної осі Х₁- Х₁ для чого:

а) визначаємо гнучкість колони

i_x1 - радіус інерції перерізу гілки, см, - прийнятий із сортаменту в п.2;

_u - гранична гнучкість колони, приймається на даній стадії розрахунку рівною 120.

б) Залежно від величини гнучкості _х1 та розрахункового опору R_y за таб.72 [3] приймаємо величину коефіцієнта поздовжнього згину _х1=0,852.

в) Перевіряємо стійкість колони відносно матеріальної осі Х₁- Х₁

де N – розрахункове навантаження на колону, кН;

A₁ – площа перерізу гілки двотавра, см²

Перенапруження не допускається, а недонапруження з метою економії сталі повинне бути мінімальним (до 9%).

Б. Розрахунок стержня колони відносно вільної осі У₁ -У₁ .

4. Задаємося гнучкістю окремої гілки колони на відстані між планками у просвіті з розрахунком:

λ b=40 і

5. Із умови рівностійкості обчислюємо гнучкість колони відносно вільної осі

=30,

6. Радіус інерції перерізу колони відносно вільної осі Y₁-Y₁, см:

7. Необхідна ширина перерізу колони, см

де - коефіцієнт форми перерізу із двох двотаврів.

Визначену ширину перерізу заокруглюють в більший бік до 10 мм з таким розрахунком, щоб зазор між внутрішніми кромками полиць гілок колони був не меншим а = 100.

Приймаємо ширину перерізу 510 мм. Визначаємо зазор між внутрішніми кронками полиць, для двотаврів рівий:

8. Призначають розмір планок

а) висота планок

б) довжина планок

в) товщина планок за умови їх місцевої стійкості при зсуві

9. Обчислюють відстань між планками у просвіті:

Приймаємо .

10. Обчислюємо відстань між осями планок:

11. Обчислюємо величину відношення погонних жорсткостей гілок колони і планки:

де ‑ момент інерції перерізу планки,

‑момент інерції перерізу гілки,

с—відстань між осями гілок ‑ для двох двотаврів.

12. Обчислюмо момент інерції і радіус інерції перерізу колони відносно вільної осі :

,

де площа перерізу колони з двох гілок.

13. Обчислюємо гнучкість колони відносно вільної осі :

14. Обчислюємо приведену гнучкість колони відносно вільної осі :

а)

якщо ;

б)

де гнучкість окремої гілки по довжині,

відстань між планками у просвіті, радіус інерції окремої гілки, із сортаменту.

15. Перевіряють стійкість колони відносно вільної осі :

Перевірка виконується, стійкість колони забезпечена.