- •4.1. Статический расчет…………………………………………………………………………………………………………………………7
- •1. Разработка конструктивной схемы рабочей площадки
- •2. Назначение толщины настила
- •3. Проектирование балки настила
- •3.1 Статический расчет
- •3.2 Назначение поперечного сечения
- •3.3 Проверка принятого сечения по I и II группам предельных состояний
- •4. Проектирование главной балки
- •4.1 Статический расчет
- •4.2 Компоновка поперечного сечения
- •4.2.2 Определение толщины стенки
- •4.2.3 Определение размеров полки балки
- •4.3 Определение характеристик принятого сечения
- •4.4 Проверка принятого сечения по I и II группам пс
- •4.5 Изменение сечения главной балки по длине
- •4.8 Проверка общей устойчивости главной балки
- •4.9 Расстановка ребер жесткости
- •4.10 Проектирование поясных швов
- •4.11 Проектирование укрепительного стыка на высокопрочных болтах
- •4.12 Проектирование узла опирания балки настила на главную балку
- •4.13 Проектирование опорного узла главной балки
- •5. Расчет центрально-сжатой колонны
- •5.1 Компоновка сечения колонны
- •5.2 Расчет элементов решетки и их прикрепления к ветвям колонны
- •5.4 Проектирование оголовка колонны
- •5.3 Проектирование базы колонны
4.8 Проверка общей устойчивости главной балки
Проверка общей устойчивости производится по формуле:
lн / bпизм = 140 / 20 = 7 ≤ [lн / bпизм] = [0,41 + 0,0032 * bпизм / δп + (0,73 – 0,016 * bпизм / δп) * bпизм / hо] * (E / Ry)½ = [0,41 + 0,0032 * 20 / 1.2 + (0,73 – 0,016 * 20 / 1.2) * 20 / 140] * (2*106 / 2450)½ = 14,9 - условие общей устойчивости выполняется.
4.9 Расстановка ребер жесткости
λw = hст / δст * (Ry / E)½ = 140 / 1.2 * (2450 / 2*106)½ = 4,08.
При λw ≤ 6 для обеспечения местной устойчивости стенки необходимо укрепить ее поперечными ребрами жесткости (см. рис. 4.8).
Проверка 1 отсека (отсек, расположенный максимально близко к середине пролета):
– проверка выполняется.
Проверка 2 отсека (отсек, расположенный у опоры):
– проверка выполняется.
Проверка 3 отсека (отсек в месте изменения сечения ГБ):
– проверка выполняется.
Ширина ребра жесткости:
bртр = hст / 30 + 4 см = 140 / 30 + 4 = 8,67 см.
Принимаем bр = 9 см.
Толщина ребра жесткости:
δртр = 2 * bр * (Ry / E)½ = 2 * 9 * (2450 / 2*106)½ = 0.61 см;
Принимаем δр = 8 мм.
Шаг ребер жесткости из конструктивных соображений принимаем равным шагу балок настила, то есть 1.5 м.
4.10 Проектирование поясных швов
Поясные швы непрерывны с постоянным по длине балки катетом шва kf:
kf = Qmax * Sn / (n * Ix * βf * Rwf) = 62177.51 * 2840 / (2 * 1081013.33 * 1,1 * 2100) = =0,07 cм;
где n – количе2*ство плоскостей среза;
βf – коэффициент, учитывающий вид сварки;
Rwf – расчетное сопротивление срезу, зависящее от марки сварочной проволоки, марки стали (для стали С245 и проволоки СВ-08Г2С Rwf = 2100 кг/см2);
Принимаем катет шва по: kf = 6 мм.
4.11 Проектирование укрепительного стыка на высокопрочных болтах
Необходимость монтажного стыка обусловлена большой длиной главной балки (превосходящей допустимую из условия транспортировки).
Стык принят на высокопрочных болтах, что допускает отсутствие на месте монтажа сложного и дорогостоящего сварочного оборудования и оборудования для проверки качества швов, высококвалифицированного персонала, а также отличается большей скоростью монтажа по сравнению со сварочным стыком.
Целесообразно расположить стык на расстоянии ¼ Lгб (см. рис. 4.9), где:
Рис.4.9 Место расположения стыка
x = 3,75 м;
Mmax = qгб*L2 /8 = 8290,33*152/8 = 233165,64 кг*м;
Qx = -qгб*x + qгб*L/2 = -8290,33*3,75 + 8290,33*15/2 = 31088,74 кг;
Wxтреб = Mx / (Ry * γc) = 160301 / (24,5*1) = 6542,9 cм3.
Используются высокопрочные болты марки 40х “Селект”. Болты работают только на растяжение. Принимаем диаметр болтов ∅24 мм (Ант = 3,52 см2). Диаметр отверстий под болты - ∅28 мм.
Стык рассчитывается в предположении, что полка воспринимает часть изгибающего момента и совсем не воспринимает поперечную силу. Стенка воспринимает оставшуюся часть изгибающего момента и всю поперечную силу:
Iст = δст * hст3 / 12 = 1.2 * 1403 / 12 = 274400 см4;
Мст = Мх * Iст / Iх = 160301 * 274400 / 1081013.33 = 40690,15 кг*м;
Мп = Мх - Мст = 160301 - 40690,15 = 173979.83 кг*м;
Проектирование стыка по стенке.
Стык по стенке сначала конструируется, а потом проверяется расчетом.
Определение толщины накладки по стенке:
Распределение внутренних усилий в накладках по стенке:
nб.ст=22 - количество болтов по стенке,
nтр = 2 - количество плоскостей трения,
Qbh - несущая способность фрикционного соединения, стянутого одним болтом по одной плоскости трения.
- расчетное сопротивление болта растяжению,
- коэффициент, зависящий от количества болтов в соединении,
- коэффициент трения поверхности, зависящий от шероховатости,
- коэффициент трения, зависящий от метода контроля затяжки болта,
- проверка выполнена, прочность стыка по стенке обеспечена.
Проектирование стыков по полкам.
Определение внутренних усилий в накладках на стенку главной балки (см. рис. 4.12):
Рис.4.12 Распределение внутренних усилий в накладках
по полкам под действием внешней нагрузки
Стык сначала рассчитывается, а потом конструируется.
Момент, воспринимаемый полками Мп, трансформируется в пару сил, действующих на накладку:
принимаем количество болтов по накладке полки, для одной стороны стыка, равным 8 штук.
Назначение размеров накладки (по полке):
ширина:
толщина:
округляем до ближайшей большей стандартной толщины листов: