3.7 Проектирование опорной части балки

При шарнирном соединении опорная реакция передается с балки на колонну через опорные ребра, которые ставятся в торце балки.

О порные ребра надежно прилегают к стенке сварными швами, а торцы строгают, причем при таком конструктивном решении ось опорного ребра следует совмещать с осью полки колонны.

Размеры опорных ребер находятся из расчета на смятие их торцевой поверхности опорной реакцией балки

где

,

где ;

.

Ширина выступающей части ребра:

;

Принимаем:

.

Ширина примыкающих участков стенки:

;

Проверка устойчивости опорного участка балки:

;

где ;

- коэффициент продольного изгиба стойки;

- гибкость стойки;

- площадь сечения условной стойки;

,

где - момент инерции опорного ребра жесткости.

.

Выступающая вниз часть опорного ребра не должна превышать

Принимаем

Опорные ребра привариваются к стенке балки полуавтоматической сваркой двусторонними швами. Катет углового шва определяется из условия, что расчетная длина флангового шва должна быть не более .

Определение требуемого катета сварного шва:

где - при двусторонних швах;

- коэффициент глубины провара шва;

- расчетное сопротивление угловых швов условному срезу по границе сплавления;

- коэффициент условной работы шва, для принятого климатического района

- коэффициент условий работы конструкции

Принимаем K_f=7мм

Длина рабочей части шва не должна превышать высоту стенки балки

l_w=85β_fk_f<=h_w

l_w=85*0,7*0,007=420мм<1260мм

условие выполняется.

4 Проектирование центрально-сжатой колонны.

4.1 Проектирование стержня центрально-сжатой колонны. Конструирование и расчет оголовка колонны.

Материал колонны ;

База с фрезерованным торцом;

;

Расчетное усилие в колонне принимается равным суме двух опорных реакций главных балок с коэффициентом , учитывающим собственный вес колонны

Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное.

Сопряжение балок с колонной шарнирное.

Расчетная длина колонны

где - геометрическая длина колонны (от низа опорной плиты до низа главной балки),

l = 5 м.

- коэффициент приведения длины стержня в зависимости от схемы загружения и

вида нагрузки, ;

Вычисление требуемой площади поперечного сечения колонны:

где - коэффициент условий работы;

- коэффициент продольного изгиба принимается по таблице 72 СНиП в зависимо

сти от и

- предварительно задаются т.к. то

Принимаем по таблице

Принимаем двутавр 20К1:

h = 194,4 мм;

А = 51,7 см²;

I_x = 3730 см⁴;

I_y = 1310 см⁴;

i_x = 8,49 см;

i_y = 5,03 см;

b = 200 см;

d = 6,3см;

t = 9,8 см.

Определение фактической гибкости

- коэффициент продольного изгиба принимается по таблице 72 СНиП в зависимости от и

Принимаем

Проверка общей устойчивости колонны

Условие выполняется.

Толщину опорной плиты принимаем конструктивно 25мм.

Толщину ребер находят из условия прочности на смятие:

;

где Rp – расчётное сопротивление стали,, табл 51 СНиП 2-23-81* . Rp=360 МПа

Принимаем t_s = 7мм.

Высоту ребер определяем требуемой длиной вертикальных швов, передающих нагрузку на стержень колонны. Сварку принимают полуавтоматическую.

.

;

Принимаем:

.

Принимаем h_s = 0,32м.

Проверяем прочность ребра на срез:

.

Проверяем прочность стенки колонны на срез в месте прикрепления к ней ребер оголовка:

где n_s – количество поверхностей среза, n_s = 2.

t_w – толщина стенки колонны, t_w = d = 0,063 м.

Условие выполняется.