- •Металлические конструкции, включая сварку
- •Содержание
- •Введение
- •Нормативные ссылки
- •1Исходные данные для контрольных примеров
- •2Компоновочная схема балочной клетки
- •2.1 А) этажное; б) в одном уровне; в) пониженное Рисунок 1 – Виды сопряжения балок Компоновка балочной клетки
- •2.1.1Пример 1. Первый вариант. Нормальный тип балочной клетки.
- •2.1.2Пример 2. Второй вариант. Усложненный тип балочной клетки.
- •2.2Расчет вспомогательных балок и балок настила
- •2.2.1 Пример 3. Расчет балок
- •3Расчет и конструирование главной балки
- •3.1Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия
- •3.2Определение высоты главной балки
- •3.2.1 Пример 4. Определить нагрузки и расчетные усилия в главной балке, подобрать высоту.
- •3.3Подбор сечения главной балки
- •3.3.1Пример 5. Подбор сечения главной балки
- •3.4Изменение сечения главной балки
- •3.4.1Пример 6
- •3.5Проверка общей устойчивости балки
- •3.5.1Пример 7. Проверить общую устойчивость балки
- •3.6Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки
- •3.6.1Пример 8. Расставить ребра жесткости и проверить местную устойчивость стенки
- •3.7Проверка прочности поясных швов
- •3.7.1Пример 10. Расчет поясных швов главной балки
- •3.8Конструирование и расчет опорной части балки
- •3.8.1Пример 11. Сконструировать и рассчитать опорную часть балки, рассмотренной в примере 6.
- •3.9Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки
- •3.9.1Пример 12. Спроектировать стык на высокопрочных болтах главной балки, рассмотренной в предыдущих примерах
- •4Расчет и конструирование колонны
- •4.1Расчетная схема. Расчетное усилие
- •4.2Подбор сечения колонны
- •4.3Расчет планок сквозной колонны
- •4.3.1Пример 13. Подобрать сечение стержня сплошной колонны
- •4.3.2Пример 14. Подобрать сечение стержня сквозной колонны балочной площадки
- •4.4Конструкция и расчет оголовка колонны
- •4.4.1Пример 15. Сконструировать и рассчитать оголовок сплошной колонны примера 13.
- •4.5Конструкция и расчет базы колонны
- •4.5.1Пример 16. Сконструировать и рассчитать базу сплошной колонны из примера 14
- •4.5.2Пример 17. Сконструировать и рассчитать оголовок сквозной колонны примера 14.
- •4.5.3Пример 18. Сконструировать и рассчитать базу сквозной колонны из примера 14.
- •5Графическое оформление работы
- •Список литературы
- •Приложение а (обязательное) Основные буквенные обозначения
- •Приложение б (обязательное) Справочные данные
- •Металлические конструкции, включая сварку
- •350072, Краснодар, ул. Московская, 2-а
4.5.2Пример 17. Сконструировать и рассчитать оголовок сквозной колонны примера 14.
Сталь класса С345. Оголовок колонны состоит из плиты оголовка, ребер и вставки. Принимаем плиту оголовка толщиной мм и размерами мм. Давление главных балок передается колонне через ребра, приваренные к вставке колонны четырьмя угловыми швами Д (рисунок 24). Сварка проволокой Cв-08Г2С, полуавтоматическая, в углекислом газе, кН/см2, кН/см2, , .
Необходимая длина участка смятия
мм.
Толщину ребер находим из условия смятия
см=15,8 мм.
Принимаем мм. Длину ребра находим из расчета на срез швов Д его прикрепления. Примем мм. Тогда
см.
Рисунок 24 – Оголовок
колонны
Шов Е принимаем таким же, как и шов Д.
Принимаем толщину вставки мм, а длину см.
кН/см2 < кН/см2.
Торец колонны фрезеруем после ее сварки, поэтому швы Г можно не рассчитывать. По таблице Б.4 принимаем конструктивно минимально допустимый катет шва мм. Концы ребер укрепляем поперечным ребром, сечение которого принимаем 100 x 8 мм.
4.5.3Пример 18. Сконструировать и рассчитать базу сквозной колонны из примера 14.
Данные берем из примера 14 и из раздела 1. Конструкция базы показана на рисунке 25.
Рисунок
25 – База колонны
Требуемая площадь плиты из условия смятия бетона составляет
,
где – коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия. При равномерно распределенной нагрузке ψ = 1;
– расчетное сопротивление бетона смятию;
,
где – расчетное сопротивление тяжелого мелкозернистого бетона для предельных состояний первой группы на осевое сжатие (призменная прочность);
для бетонов класса ниже В25.
Значение коэффициента зависит от отношения площадей фундамента и плиты. В курсовой работе можно приближенно принимать . Для бетона класса В12,5 кН/см2; для бетона класса В15 кН/см2;
см2.
Принимаем плиту размером 600 × 540 мм.
Тогда см2 >
кН/см2
Находим изгибающие моменты на единицу длины см на разных участках плиты.
Участок 1 рассчитываем как опертую на 4 канта плиту, так как отношение сторон b/a=400/384 = 1,04 <2
кНсм/см,
где – коэффициент, принимаемый по таблице 3.
Участок 2 (консольный) рисунок 26:
кНсм/см.
Участок 3 работает как консольный, так как отношение сторон
.
кНсм/см.
Рисунок 26 – Схема участка плиты 2
Рисунок 27 – Схема
участка
плиты 3
Если отношение сторон на участках 1 и 3 оказалось меньше двух, их следует рассчитывать как опертые по четырем и трем сторонам соответственно с помощью коэффициентов, приведенных в таблицах 4.2 и 4.3.
Наибольшие изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см, в пластинках, опертых на 4 или 3 каната, определяют по формулам:
- при опирании на четыре канта ;
-при опирании на три канта ,
где q – расчетное давление на 1 см2 плиты, равное напряжению на фундамент;
и – коэффициенты, приведённые в таблицах 4.2 и 4.3.
Толщину плиты подбираем по наибольшему моменту из условия
.
Момент сопротивления полоски плиты шириной d = 1 см равен , откуда, учитывая, что для стали С345 при мм кН/см2, см = 37 мм.
Принимаем мм. Прикрепление траверсы к колонне выполняем полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С. Соответствующие характеристики:
кН/см2, кН/см2, .
Как и в предыдущих примерах, расчет достаточно выполнить по металлу шва, так как Учитывая условие находим требуемую величину катета шва из условия
см = 9 мм
Принимаем мм. При этом требуемая длина шва составит мм, поэтому высоту траверс принимаем 550 мм.
Угловые швы крепления траверсы к плите принимаем конструктивно с катетом 8 мм но таблице Б.4, так как применен фрезерованный торец колонны. Прочность траверсы на изгиб и срез можно не проверять, так как вылет консольной части мал по сравнению с относительно большой высотой траверсы.