- •2.2 Расчет вспомогательных балок и балок настила
- •3.5 Изменение сечения главной балки
- •3.7 Расстановка ребер жесткости и проверка на местную устойчивость стенки
- •3.10 Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки
- •4.2 Конструкция и расчет оголовка колонны
- •4.3 Конструкция и расчет базы колонны
4.2 Конструкция и расчет оголовка колонны
Оголовок колонны состоит из плиты оголовка, ребер и вставки. Принимаем плиту оголовка толщиной tпл= 25 мм и размерами 440x400 мм. Давление главных балок передается колонне через ребра, приваренные к вставке колонны четырьмя угловыми швами Д. Сварка проволокой Cв-08Г2С, полуавтоматическая, в углекислом газе, кН/см2, кН/см2, βf=0,7 βz=1,0.
Рисунок 16– Оголовок колонны
Принимаем ширину ребер 200 мм, что обеспечивает необходимую длину участка смятия мм. Толщину ребер находим из условия смятия
см=28 мм.
Принимаем tp = 28 мм. Длину ребра lр находим из расчета на срез швов Д его прикрепления. Примем kf =9 мм. Тогда
см.
Принимаем lp=45 см. При этом условие см выполнено.
Шов Е принимаем таким же, как и шов Д.
Принимаем толщину вставки tвст=25 мм, а длину см.
кН/см2<Rs=13,3 кН/см2.
Торец колонны фрезеруем после ее сварки, поэтому швы Г можно не рассчитывать. По табл. 6 прил. Б[1] принимаем конструктивно минимально допустимый катет шва kf = 7 мм. Концы ребер укрепляем поперечным ребром, сечение которого принимаем 100x8 мм.
4.3 Конструкция и расчет базы колонны
Расчет базы колонны состоит из следующих этапов:
определение требуемой плошали плиты и ее размеров в плане из условия смятия бетона;
определение толщины плиты из расчета на изгиб;
определение высоты траверсы из расчета ее прикрепления к полкам стержня колонны;
проверка прочности швов крепления траверсы к плите;
проверка прочности траверсы на изгиб и срез.
В случае наличия дополнительных ребер и других элементов необходимо проверить их сечение и швы крепления на прочность.
В колоннах с фрезерованными торцами без траверс выполняются только два первых этапа и рассчитывается шов крепления колонны к плите на 15% усилия N.
Требуемая площадь плиты из условия смятия бетона составляет
,где .
Значение коэффициента зависит от отношения площадей фундамента и плиты. В принимаем =1,2. Для бетона класса В15 Rпр = 0,7 кН/см2. Rсм.б=Rпр=1,2 0,7=0,84 кН/см2 .
см2.
Принимаем плиту размером 600×500 мм. Тогда см2;
кН/см2≤Rсм.б
Находим изгибающие моменты на единицу длины d = 1 см на разных участках плиты.
Участок 1 рассчитываем как опертую на 4 канта плиту, так как отношение сторон b/a=400/385 = 1,04 <2
кНсм/см,
Участок 2 (консольный):
кНсм/см.
Рисунок 18–Схема участка плиты 2
Участок 3 работает как консольный, так как отношение сторон b1/a1=360/100=3,6>2.
кНсм/см
Рисунок 19–Схема участка плиты 3
Толщину плиты подбираем по наибольшему моменту M1, M2, M3 из условия
Момент сопротивления полоски плиты шириной d=1 см равен
, откуда, учитывая, что дли стали С345 при мм
кН/см2, см = 36 мм.
Принимаем tпл, = 36 мм. Прикрепление траверсы к колонне выполняем полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С. Соответствующие характеристики:
кН/см2, кН/см2, f=0,7, я=1,0.
Расчет достаточно выполнить по металлу шва, так как Учитывая условие находим требуемую величину катета шва kf из условия
см=8,5 мм
Принимаем kf = 9 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 табл. 6 прил.Б[1], так как применен фрезерованный торец колонны. Прочность траверсы на изгиб и срез не проверяем, так как вылет консольной части мал по сравнению с относительно большой высотой траверсы.
Список литературы
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Металлические конструкции, включая сварку» для студентов всех форм обучения специальностей.
Металлические конструкции /Под ред. Ю.И. Кудишин. Академия 2006. – 680 с.
Узлы балочных площадок: Метод. указ. / Моск. инж.-строит. ин-т им. В.В. Куйбышева. – М.: ШСИ, 1980. – Ч.1.
СП 53-102-2004. Свод правил по проектированию и строительству. Общие правила проектирования стальных конструкций. М.:2005
СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. – М.: ГП ЦПП, 1996.
ГОСТ 7.9-95 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования
ГОСТ 8.417-2000 Единицы величин
ГОСТ 21.101.97 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации
ГОСТ 21.204-93 СПДС. Условные графические обозначения и изображения элементов генеральных планов и сооружений транспорта
Приложение А Основные буквенные обозначения
– площадь сечения брутто;
– площадь сечения болта нетто;
– площадь сечения полки;
– площадь сечения нетто;
– площадь сечения стенки;
– площадь сечения по металлу углового шва;
– площадь сечения по металлу границы сплавления;
– модуль упругости;
– сила;
– момент инерции сечения ребра, планки;
– момент инерции сечения относительно осей х-х, у-у;
– изгибающий момент;
– продольная сила;
– поперечная сила, сила сдвига;
– условная поперечная сила для соединительных элементов;
– условная поперечная сила, приходящаяся на систему планок, расположенных в одной плоскости;
– расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов;
– расчетное сопротивление смятию болтовых соединений;
– расчетное сопротивление срезу болтов;
– расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки);
– расчетное сопротивление стали сдвигу;
– расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;
– временное сопротивление стали разрыву;
– расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва;
– расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению, изгибу по временному сопротивлению;
– нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению;
– расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу текучести;
– расчетное сопротивление угловых швов по металлу границы сплавления;
– расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;
– предел текучести стали;
– статический момент сдвигаемой части сечения брутто относительно нейтральной оси;
– моменты сопротивления сечения брутто относительно осей
х-х, у-у;
– ширина;
– расчетная ширина;
– ширина полки (пояса);
– ширина выступающей части ребра, свеса;
– эксцентриситет силы;
– высота;
– расчетная высота стенки;
– высота стенки;
– радиус инерции сечения;
– наименьший радиус инерции сечения;
– радиусы инерции сечения относительно осей х-х и у-у;
– катет углового шва;
– длина, пролет;
– длина колонны, стойки;
– расчетная, условная длина;
– длина планки;
– длина сварного шва;
– расчетные длины элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х-х, у-у.
– толщина;
– толщина полки (пояса);
– толщина настила;
– толщина стенки;
– коэффициенты для расчета углового шва соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления;
– коэффициент условий работы соединения;
– коэффициент условий работы;
– то же сварных швов;
– гибкость ( );
– условная гибкость ( );
– приведенная гибкость стержня сквозного сечения;
– то же, условная ( );
– условная гибкость стенки ( );
– расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям х-х и у-у соответственно;
– коэффициент поперечной деформации стали (Пуассона);
– местное напряжение;
– нормальное напряжения, параллельные осям х-х и у-у;
– касательное напряжение;
– коэффициент продольного изгиба;
– временная нагрузка;
– собственный вес конструкций;
, q – нормативная и расчетная нагрузки соответственно;
– коэффициенты надежности по нагрузке для временной нагрузки и собственного веса конструкций соответственно;
– прогиб конструкций.