Расчет монтажного стыка балок

 

Монтажный стык балки рекомендуется осуществлять стыковыми швами. При невозможности применить на монтаже физические методы контроля качества швов стык нижнего пояса выполняется косым и при наличии угла наклона менее 65° не рассчитывается [1].

Расчет колонны

 

Колонны рабочих площадок работают обычно на центральное сжатие. Высота колонны l принимается равной расстоянию от низа главной балки перекрытия до верха фундамента.

Расчетная длина колонны определяется в зависимости от конструктивного решения сопряжения ее с вышележащими балками настила м где м – геометрическая длина колонн между точками закрепления стержня; коэффициент расчетной длины, равный 1 при шарнирном сопряжении.

Нагрузкой, действующей на колонну, являются опорные реакции балок и собственный вес колонны, где опорная реакция главной балки от расчетных нагрузок.

кН

Так как нагрузка меньше 3000 кН и высота свыше 6м проектируем колонны сквозными. Предельная гибкость для колонн рабочих площадок равна

5.1. Расчет стержня сквозной колонны с планками

Рис. 7. Конструктивное решение колонны

Центрально сжатые колонны рассчитываются на устойчивость в плоскости наибольшей гибкости. Предварительно задается гибкость стержня и определяется соответствующий ей коэффициент продольного изгиба по таблице 72 [2] или формулам п.5.3. Гибкость следует принимать ; условная приведенная гибкость . Предварительно задаемся гибкостью стержня l=80 и определяем соответст-вующий ей коэффициент продольного изгиба j согласно СНиП ; Определяем требуемую площадь сечения стержня колонны: см2 Находим площадь одной ветви и требуемый радиус инерции относительно материальной оси х-х:

 

см²

По сортаменту выбираем швеллер №40, см² см

Площадь сечения двух ветвей см². Действительная гибкость стержня колонны относительно материальной оси:

Определив по таблице 72 или по п.5.3 [2] соответствующее значение коэффициента , проверяется сечение на устойчивость относительно оси х–х по формуле

кН/см² < 27,5 кН/см²

Задаемся гибкостью одной ветви относительно оси 1-1

Находим гибкость относительно свободной оси y-y:

	Вычисляем требуемые радиус инерции и момент инерции относительно оси y-y: см см4 Определяем расстояние между осями ветвей: см Принимаем С =38,26 см, b=45 см.
		Принимаются размеры планок. Ширина планки определяется по условию ее прикрепления к ветвям и назначается обычно в пределах (0,5–0,75)b, где b – ширина сечения колонны. Толщина планок назначается конструктивно 6–10 мм, с тем, чтобы выполнялось условие . Принимаем расстояние между планками в свету см 400мм, мм, мм, см

9) Условная поперечная сила, приходящаяся систему планок:

кН

10) Изгибающий момент в планке:

кНсм

перерезывающая сила в планке:

кН

11) Рассчитываем сварные швы, прикрепляющие планку к ветвям колонны.

Принимаем длину сварного шва сварного шва см, 8 мм.

Прочность шва проверяется по формулам: по металлу шва:

кН/см² кН/см²

по металлу границы сплавления:

кН/см² кН/см²

где:

кН/см²

кН/см²

кН/см²

кН/см²

Расчет базы колонны

 

Конструктивное решение базы должно обеспечивать принятый в расчетной схеме колонны тип сопряжения ее с фундаментом. Шарнирное сопряжение колонны с фундаментом обеспечивается податливостью узла за счет гибкости плиты, которая прикрепляется к фундаменту анкерными болтами (обычно двумя). Диаметр их принимается конструктивно 20–30 мм. База с траверсами состоит из опорной плиты и траверс. При необходимости (для уменьшения толщины плиты) устанавливаются диафрагмы на участках между траверсами и консольные ребра жесткости. Установка консольных ребер и диафрагм необязательна.

Опорная плита работает на изгиб от действия равномерно распределенной нагрузки – q – реактивного давления фундамента. Расчет плиты заключается в определении ее размеров в плане и толщины.

1) Исходя из класса бетона фундамента В10 – кН/см², определяем расчетное сопротивление материала фундамента осевому сжатию:

кН/см²

где так как база колонны рассчитывается до проектирования.

2) Назначаем ширину опорной плиты

- В=75см

где С – свес плиты должен быть меньше см, примем С=15см; толщина траверсы, принимаем t₁ = 10мм

3) Вычисляем длину опорной плиты:

см

Из конструктивных требований Принимаем L = 80см

4) Определяем реактивное давление фундамента:

кН кН

Опорная плита расчленяется на участки, для каждого из которых вычисляется изгибающий момент: 1 участок: cм; ; кН·см

2 участок: cм; кН·см

3 участок: cм; кН·см

где размер участка; коэффициент, принимаемый в зависимости от соотношения сторон

Определим требуемую толщину плиты:

см

Принимаем толщину в соответствии с сортаментом t_пл = 30мм.

Равномерно распределенная нагрузка на траверсу от реактивного давления фундамента:

кН/см

Изгибающий момент в траверсе

кН×см

Определяем высоту траверсы (для ручной сварки, при катете шва 1,2 см):

см см

см см

Выбираем высоту траверсы h_Т = 32см.

Проверяем прочность траверсы по нормальным напряжениям:

кН/см²

Толщина швов, прикрепляющих траверсу к плите, принимается максимальной из расчета по металлу шва или металлу границы сплавления:

кН

см

см

Принятая толщина шва должна соответствовать конструктивным требованиям (п.12.6 – 12.13 [2] мм.

Расчет оголовков колонн

 

Выбираем оголовок с вертикальными ребрами жесткости. Расчет оголовка выполняем в следующей последовательности:

Назначаем размеры опорной плиты: Толищина – 30мм; ширина – 500мм; длина – 450мм.

Определяем размеры опорных ребер оголовка.

Принимаем ширину ребра оголовка - 450-2х8=434мм. Толщина ребра по условию работы его на смятие:

мм

Величина принимается по сортаменту в пределах 14–20мм и должна быть не менее 1/15 его ширины. По сортаменту принимаем мм

Длина ребра по условию прикрепления его к стержню колонны (для полуавтоматической сварке сварочной проволкой СВ-08ГА, при катете шва 0,9 см):

Принимаем длину ребра 45см.

Принятое сечение вертикального ребра проверяется на срез:

кН/см² кН/см

²

Размеры горизонтальных ребер оголовка назначаются конструктивно, исходя из ширины вертикальных ребер, свеса полок стержня сплошной колонны и ширины сечения стержня сквозной колонны.

Список использованной литературы

 

1) Беленя Е.И., Балдин В.А., Ведеников Г.С. Кошутин Б.Н., Уваров Б.Ю., Пуховский А.Б., Морачевский Т.Н., Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1986.

2) Агафонкин В.С. Методические указания к выполнению курсовой работы по специальности 290300 «Балочная клетка» КГАСА 2001 — 48с

3) Строительные нормы и правила. Стальные конструкции. Нормы проектирования. СНиП II–23–81*.М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.