2.2.13 Конструирование и расчет укрупнительного

стыка балки

Конструируем стык на высокопрочных болтах с накладками. Конструкция стыка показана на рисунке 2.12. Каждый пояс перекрываем тремя накладками: одна размером 420×20×800 мм, и две накладки размером 180×20×800 мм, стенку перекрываем парными накладками размером 1600×600×10 мм. Принимаем высокопрочные болты из стали марки 40Х «Селект» диаметром 24 мм, временное сопротивление болта растяжению R_bun = 110 кН/см² (таблица 61^* [1]) , площадь болта нетто А_bn = 3,52 см² (таблица 62^* [1]). Диаметры отверстий под болты принимаем 27 мм.

Рисунок 2.12 – Укрупнительный стык главной балки

Определяем несущую способность одного болта на одну поверхность трения:

где R_bh = 0,7R_bun = 77 кН/см² – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта; _b – коэффициент условия работы болта (принимается: 0,8 – при количестве болтов n < 5; 0,9 – при 5  n < 10; 1,0 – при n  10, предварительно принимаем _b = 1,0); А_bn = 3,52 см² – площадь болта нетто;  = 0,42 – по таблице 36^* [1] при газопламенной обработке поверхностей без консервации при способе регулирования натяжения болтов по моменту; _h = 1,12 – по таблице 36^* [1] для разности диаметров болта и отверстия  = 3мм.

Определяем усилие, действующее в поясе:

где

Необходимое количество болтов для соединения поясов

где k = 2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов. Окончательно принимаем n = 16 болтов с каждой стороны стыка. Располагаем болты в 4 ряда (рисунок 2.12) с учетом того, что расстояние между центрами болтов не должно быть менее 2,5d_b и не более 8d_b.

Момент, воспринимаемый стенкой:

где J_w – момент инерции стенки:

Усилие, приходящееся на один болт, не должно превышать несущей способности болта.

где m = 2 – количество вертикальных рядов болтов с каждой стороны стыка; a_max = 1,5 м – расстояние между крайними болтами в ряду, k = 2 – количество плоскостей трения, a_i.– расстояние между симметрично расположенными относительно нейтральной оси балки болтами (рисунок 2.12), Σа_i² – определяется как:

Условие выполняется, следовательно прочность стыка обеспечена.

4 Конструирование и расчет центрально

сжатой колонны сквозного сечения

4.1 Общие положения

Расчёт центрально сжатой колонны сводится к компоновке двухветвевого сквозного сечения из прокатных швеллеров или двутавров, проверке устойчивости стержня относительно материальной и свободной осей, расчёта планок, а также конструирования и расчёта оголовка и базы.

Расчётную схему колонны принимают с учётом конструкции примыкания главной балки и конструкции базы. При опирании главной балки сверху в верхнем сечении колонны принимают шарнир, а в зависимости от конструкции базы – или неподвижный шарнир, или заделку.

Компоновку начинают с определения требуемой площади сечения, предварительно задавшись гибкостью относительно материальной оси:

Далее определяется требуемый номер швеллера или двутавра и проверяется устойчивость сквозного стержня относительно материальной оси:

Расчёт относительно свободной оси сводится к определению расстояния между центрами тяжести ветвей, расчётом планок и проверке устойчивости стержня колонны. Определяются геометрические характеристики сечения, находится приведённая гибкость, коэффициент продольного изгиба и проверяется устойчивость:

Расчет оголовка сводится к определению размеров ребра и проверке сварных швов.

База колонны конструируется с траверсами. Определяется размер опорной плиты в плане, подбирается её толщина, рассчитываются траверсы и сварные швы.