3.5 Расчет и конструирование монтажного стыка балки на высокопрочных болтах

Для стыка применяем болты из стали 40Х “Cелект”  20 мм с временным сопротивлением R_bun= 110 кН/см²;  отверстия - 23 мм. Способ подготовки поверхности - газопламенный; способ контроля усилия натяжения - по углу поворота гайки. Для этих условий по таблице 18 приложения 2 имеем коэффициент трения -  = 0,42 ; коэффициент условия работы болтовых соединений - _h=1,02 .

Площадь болта нетто - А_bn= 2,45 см² .

Расчетное усилие воспринимаемое одной поверхностью трения при наличие одного болта :

Q_bh= 0,7R_bunA_bn / _h

Q_bh= 0,7 110 2,45 0,42 / 1,02 = 77,7 кН

Стык из стали 18 Гпс сечением 550х12 мм с наружной и 2х185х12мм с внутренней стороны поясов. При этом суммарная площадь сечения накладок , что больше площади сечения поясов.

Расчетное усилие воспринимаемое растянутым поясом:

N_f=

Требуемое количество болтов в стыке поясов :

n N_f / m Q_bh =1872/ 2 77,7 = 12.04

Принимаем 14 болтов. Ставим их в соответствии с требованиями таблицы 20 приложения 2.

Рисунок 12 Схема монтажного стыка на высокопрочных болтах.

Стык стенки перекрываем парными накладками из листа t=10 мм . Болты ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны стыка на расстоянии в ряду а=100мм. Число болтов в ряду 16шт. ,.

Момент приходящийся на стенку равен:

M_w= M  ( J_w / J) где J_w = t_w h_w / 12

M_w = 4069*379641.6/1378201.6= 1120.85 кНм

 h_i²= 0,1²+0,3²+0,5²+0,7²+0,9² +1,1² +1,3²+1,4² = 6.51м²

Проверяем прочность болтового соединения на сдвиг:

N_max= M_w  h_max / m h_i² , где m- количество поверхностей трения

N_max=1120 1,4 / 2 6.51 = 120 кН  2 x77,76 = 155,4 кН.

Прочность болтового соединения на сдвиг обеспечена.

4. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны

4.1.1 Расчетная длина и расчетные усилия

Вид колонны –сквозная в виде двух швеллеров , сталь класса С345, фасон t=10…20 мм; Ry=31 kH/cм². Отметка верха настила 10м.

Расчётная нагрузка на колонну

кН (3.1.1)

коэффициент 1,01- позволяет учесть собственный вес колонны.

м (3.1.3)

Считаем колонны шарнирно- закреплёнными

.

6

Рисунок 13 – К определению расчётной длины колонны

Подбор и компоновка сечения

задаёмся гибкостью , тогда условная гибкость

По таблице Б5 находим путём интерполяции

Требуемая площадь сечения сквозной колонны.

см².

см (3.2.1)

Принимаем I №40 с геометрическими характеристикамисм², см⁴ см, см, см

Проверяем устойчивость относительно материальной оси x-x

Условие устойчивости

кН/см².

условие удовлетворяется.

Задаёмся гибкостью . Расстояние между связями в свету:

Из условия устойчивости определяем

(3.2.4)

см

см, назначаем см

Проверим величину зазора между полками швеллеров

условие удовлетворяется

Рисунок 14- Поперечное сечение и расстановка связей в сквозной колонне

см

Назначаем размеры 300x8мм

см⁴

см

= Сечение обладает свойством равноустойчивости.

Приведенная гибкость стержня колонны относительно свободной оси y-y

,

по табл. Б.5 находим .

Проверяем устойчивость стержня колонны относительно свободной оси y-y

кН/см² < кН/см²;

Общая устойчивость стержня колонны относительно свободной оси y-y обеспечена.

Устойчивость одной ветви колонны относительно оси 1-1

кН/см² < кН/см²