Расчёт и конструирование элементов балочной клетки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 10

Расчёт участка плиты следует производить как консоли  при b/a≤ 0,5 где b – длина консоли, а – закреплённая сторона пластины

 

Если b/a> 0,5, то правильнее рассматривать плиту как пластину при опирании на три канта ,  где b- закреплённая сторона пластины, а- свободная:

 

Где коэффициент принимается по т 8,7 СНиП

При опирании на четыре каната:

 

Где принимается по т 8,6 СНиП, - размер меньшей стороы.

Участок 1 работает как консольная балка с пролётом b=8 см

 

Участок 2 работает как пластина, опертая на три стороны, однако приb/a=5,5/40=0,137<0,5 расчёт ведётся как для консольного участка:

 

Участок 3 работает как пластина, опертая на четыре канта. При b/a=36/40=0,9 и при а=0,045

 

Требуемую толщину плиты определим по максимальному моменту:

 

Принимаем плиту толщиной =30 мм

Высота траверсы определяется из условия размещения сварных швов, крепящих её к стержню колонны. Необходимая длина швов при высоте катета (толщину траверсы назначаем, как и толщину планок, равной 10 мм)

-По металлу шва:

 

-По границе сплавления:

 

По наибольшему значению назначаем высоту траверсы 26 см.

Проверка прочности на изгиб

 

Где - погонная нагрузка на траверсу,

Расчётным сечением траверсы будет сечение в плоскости изгиба. Момент сопротивления этого сечения:

 

По условию прочности

 

 

 

Проверка прочности на изгиб выполняется.

 

 

14. Конструирование и расчёт  оголовка колонны

Конструкция оголовка колонны должна обеспечить принятое ранее шарнирное крепление балки на опорах. Самым простым способом реализации шарнирного опирани является постановка балки на колонну сверху что обеспечивает простоту монтажа.

Расчётным элементом при таком опирании является ребро, поддерживающее плиту оголовка, толщину которой назначают конструктивно в пределах 20-25 мм.

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

 

Где - длина ребра =b-2 ; N- опорное давление ГБ: -расчётное сопротивление смятию =

 

Принимаем ребро толщиной

Швы крепящие ребро к плитке, должны быть рассчитаны на действие той же силы N. Определим необходимую высоту швов из условия их прочности.

-По металлу шва

 

-По границе сплавления:

 

В обеих формулах длина сварного шва принята

Требуемая высота катета шва

-По металлу шва:

 

-По границе сплавления:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11

 

 

15. Расчёт сопряжения второстепенной  балки с главной.

Расчёт сопряжения балок заключается  определении числа болтов, работающих на срез и прикрепляющих полки друг к другу. Расчётной силой является опорная реакция второстепенной балки, увеличенная на 20% вследствие внецентренности передачи усилия на стенку главной балки:

 

Для расчета принимается следующее соединение. К торцу второстепенной балки приваривается коротыш из уголка 11070x8, который на монтаже сопрягают болтами с ребром жесткости главной балки.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом на срез, следует определять по формуле:

 

где - расчетное сопротивление болтового соединения срезу;= 1900 (кгс/см2); A =( -расчетная площадь сечения стержня болта; - число расчетных срезов одного болта; =l; - коэффициент условий работы соединения; = 0,9 -для многоболтового соединения в расчетах на срез при болтах классов точности В и С.

 

Расчетное усилие , которое может быть воспринято одним болтом по смятию элементов, следует определять по формуле:

 

 

где - расчетное сопротивление болтового соединения смятию; = 4350 (кгс/см2); - коэффициент условий работы соединения; =0,9 - для многоболтового соединения в расчетах на срез при болтах классов точности В и С; d = 2 см - наружный диаметр стержня болта; - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении; = 0,7 см;

 

Количество болтов п в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле:

 

 

Болты следует размещать в соответствии с табл. 39 СНиП

предъявляющей конструктивные требования к болтовому соединению - расстояния между центрами болтов в любом направлении и расстояния от центра болта до края элемента. В соответствии с этими требованиями принимается 2 болтов d=20 мм, устанавливаемых в отверстия d= 23 мм. На расстоянии от краев 3d=32.3=6,9 см , тогда с учётом того что высота БН 22см расстояние между болтами будет 6,63, что соответствует требованиям по минимальному и максимальному расстоянию между болтами из табл 39 СНиП.

 

Расчетная высота катета сварного шва, крепящего соединительный уголок к второстепенной балке, определяется из условий прочности углового шва на срез:

-По металлу шва

 

-По границе сплавления:

 

 

В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 38СНиП

Конструктивная высота катета сварного соединения должна быть не менее 0,6 см, поэтому принимаем kf = 0,6 см . При этом следует иметь в виду, что шов по отношению к линии действия усилия N является фланговым, а его длина назначается не более .  А нам требуется 19 см. Поэтому примем катет шва 0,6 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12

Список литературы

1. Н. С. Москалев, Я. А. Пронозин Металлические конструкции. Учебник / М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. – 344 с.

2. СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции. Госстрой  СССР.- М.: Стройиздат, 1990.

3. Методические указания по выполнению  курсового проекта по дисцеплине  «Металические конструкции»  «Балочное  перекрытие рабочей площадки»,  Денисов М.Г. ТюмГАСУ 2005г.