- •Кафедра металлических конструкций
- •Студент: Петров а.А
- •Исходные данные
- •Cсхема балочной клетки
- •Определение ширины настила
- •3. Расчет и конструирование балок настила
- •4. Расчет и конструирование главной балки
- •Расстановка ребер жесткости.
- •Расчет монтажного стыка главной балки.
- •Конструирование и расчет опорной части балки.
- •Проверка прочности поясных швов.
- •Расчет колонны
- •Расчет колонны сквозного сечения.
- •Конструирование и расчет оголовка колонны.
- •Конструирование и расчет оголовка сплошностенчатой колонны.
- •Конструирование и расчет узла крепления балки настила к главной балки в одном уровне.
-
Проверка прочности поясных швов.
Поясные швы примем двусторонними, так как на балку опираются балки настила, автоматической сваркой в лодочку, сварочной проволокой Св-08А. Расчет выполняется у опоры под балкой настила, где сдвигающая сила максимальна.
В сварных балках сдвигающую силу T, приходящуюся на 1 см длины балки, определяем через касательные напряжения:



По таблице для сварочной проволоки Св-0,8А имеем Rwf = 18 кН/см2.
Для стали С255 имеем Rwz = 0,45Run = 0,45·37 =
= 16,6 кН/см2. При большей
из толщин свариваемых деталей в 40 мм
минимальный катет шва равен 8 мм, при
этом коэффициенты проплавления
=
1,1;
(сварка автоматическая). Тогда
кН/см2;

кН/см2; Отсюда выбираем минимальное
значение 19,09 кН/см2 и используем
его в формуле:
Значение
= 8 мм принимается как минимально
допустимое при толщине пояса
= 40 мм, что больше получившегося по
расчету
.
Таким образом, минимально допустимая толщина шва достаточна для прочности соединения.
-
Расчет монтажного стыка главной балки.
Монтажный стык
сварной балки выполняем на высокопрочных
болтах d = 24 мм из стали
40Х «селект», имеющий Rbun
= 110 кН/см2. Стык делаем в середине
пролета балки, где M =
5017,14 кН·м и Q = 0. Обработка
поверхности газопламенная, μ = 0,42. Несущую
способность одного болта, имеющего две
плоскости трения, вычисляем по формуле:


Rbh
= 0,7Rbun
= 0,7·110 = 77 кН/см2; Abn
= 3,52 см2 (по табл. Г.9 СП 16.13330.2011
«Стальные конструкции»);
=
1,12 (по табл. 36 СНиП II-23-81
«Стальные конструкции»); ks
= 2 – две плоскости трения.
Стык поясов.
Перекрываем тремя накладками каждый пояс балки сечением 380×30 мм и 2×160×30 мм; общая площадь сечения Ан = 3·(38 + 2·16) = 210 см2 > 38·4 = 152 см2.
Усилие в поясе определяем по формуле:

Число болтов для прикрепления накладок находим по формуле:

Принимаем 18 болтов и размещаем их согласно рисунку.
Стык стенки.
Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 340×1200×8 мм.
Момент, действующий на стенку, определяем по формуле:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

Вычисляем коэффициент
стыка
:

По таблице находим
число рядов болтов по вертикали k
при
.
Принимаем k = 8 и
.
Окончательно принимаем 8 рядов болтов
по высоте с шагом 150 мм, так как
7 · 150 = 1050 мм.

Проверки:
Проверяем стык стенки:

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты d0 = 26 мм (2 мм больше диаметра болта). Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка:
- ослабление пояса можно не учитывать.
Проверяем ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:
-
при статических нагрузках принимается
условная площадь сечения



-
Конструирование и расчет опорной части балки.
Требуется рассчитать
опорное ребро сварной балки. Опорная
реакция балки N = ql/2
= =278,73·12/2= 1672,4 кН. Конструкцию опирания
принимаем по рисунку. Определяем площадь
смятия торца ребра по формуле:
,
где расчетное сопротивление смятию
торцевой поверхности Rp
= Ru =
= 36 кН/см2 для стали С255.
Принимаем ребро с поперечным сечением 190×25;
.
Проверяем опорное ребро балки на
устойчивость. Ширина участка стенки,
включенной в работу опорной стойки:

;

;
Iz
= 2,5·193/12 = 1429 см4;
=4,36
см;

;
.
По таблице коэффициентов устойчивости
при центральном сжатии
СНиП II-23-81*
;
;
Рассчитываем прикрепление опорного ребра к стенке балки двусторонними швами с помощью полуавтоматической сварки проволокой Св-08ГА.
Предварительно
находим параметры сварных швов и
определяем минимальное значение
:
Rwf
= 20 кН/см2 (по табл. 56 СНиП II-23-81*
«Стальные конструкции»); Rwz
= 0,45Run
= =0,45·37 = 16,65 кН/см2;
(по табл. 34* СНиП);

=
1,05·16,65 = 17,48 кН/см2. Определяем катет
сварных швов, исходя из его прочности
и максимально допустимой длины
:
Принимаем шов
,
что больше
(по таблице 38* СНиП II-23-81*
«Стальные конструкции»). Проверяем
длину расчетной части шва

=122
см.
Ребро приваривается к стенке по всей высоте сплошными швами.
