Лекция № 16

Вернуться на Error: Reference source not found

Вопросы:

1. Проверка местной устойчивости составной балки.

2. Расчет и конструирование опорной части главной балки.

2. Расчет и конструирование опорной части главной балки.

В курсовом проекте возможны 2 варианта опорной части главной балки:

1) случай, когда опирание главной балки осуществляется посредством сварки пластины (соответствующих размеров) к торцу главной балки.

2) усилие на оголовок колонны передается через нижний пояс.

Рассмотрим первый вариант:

Рис. 16.1. Схема опорной части главной балки(первый вариант)

Размер а принимается конструктивно равным 15-20 мм.

Δ –опорная часть (ширина) главной балки принимается условно; в расчетной схеме это условная стойка с сечением 1-1;

b_op – ширина опорного ребра, состоящая из толщины стенки главной балки и 2-х свесов, т.е. b_op = 2b_h + t_ω;

b_h – ширина выступающей части пластины;

t_ω – толщина стенки главной балки;

Ширина выступающей части пластины определяется по СНиП, как:

b_h = h_ef/30 + 40мм,

где h_ef – высота стенки главной балки.

N – усилие, равное значению поперечной силы главной балки:

N = Q_max = ql/2.

Расчет опорного ребра на смятие.

Проверяется по формуле:

А_р = b_о.р.t_h

_с – коэффициент условия работы;

R_p – расчетное сопротивление стали смятию (СНиП);

R_p = R_un/_m

R_un – предел прочности на диаграмме растяжения;

_m – коэффициент безопасности по материалу;

_m = 1,025 (по СНиП);

Из условия обеспечения местной устойчивости опорного ребра находим:

Определение наименьшего значения катета шва.

Подставляем в формулу k_f:

- минимальный катет шва.

Проверка опорного участка балки на устойчивость.

Из условия обеспечения общей устойчивости, проверка выполняется из следующих соображений:

по новому значению  выполняем проверку.

Рассмотрим второй вариант опирания.

t

Рис. 16.2. Схема опорной части главной балки(второй вариант)

h – толщина поперечного парного ребра жесткости;

 = 0,65h_E/R_y;

принимается в обе стороны (см. рис.)

Проверка на смятие:

Проверка сварных швов:

Проверка устойчивости:

37. Конструирование и расчёт опорной части главной балки.

Конструирование опорной части балки состоит в выборе места расположения конструкции опорных рёбер, способа приварки этих рёбер к стенке балки.

;

;

Рис.16.3. Схемы устройства опорного ребра жёсткости.

Вариант 1. В торце с применением строжки.

Вариант 2. Удалённого от торца с плотной пригонкой или приваркой к нижнему поясу.

Целесообразно принимать один из вариантов, показанных на рис. 10.

Рёбра жёсткости для передачи опорной реакции надёжно прикрепляют к стенке сварными швами, а торец рёбер жёсткости либо строгают для непосредственной передачи опорного давления на стальную колонну (рис. 10. вариант 1), либо плотно пригоняют к нижнему поясу балки (рис. 10. вариант 2).

Расчёт опорной части выполняется в следующей последовательности:

1. Определяют размер поперечных рёбер жёсткости из расчёта на смятие торца ребра :

; ;

, откуда ,

где b_р-ширина ребра в варианте 1 или суммарная ширина опорной поверхности рёбер в варианте 2.

2. Проверяется по п. 7.12 [3] устойчивость опорной части балки из её плоскости как стойки, нагруженной опорной реакцией F_оп. В расчётное сечение стойки включается сечение ребра и примыкающие к нему участки стенки шириной =0,65t_w с каждой стороны ребра.

Расчётная длина стойки l_ef принимается равной высоте стенки h_w

I Вар. ;

; ;

 по т. 72[3]

II Вар. А_оп=(2+t_p)t_w+2(b_h-40)t_p J_x i_x   по т.72[3]

3. Рассчитывается прикрепление опорных рёбер к стенке балки сварными швами на полную опорную реакцию балки с учётом максимальной рабочей длины сварного шва

или

По второй формуле проверка не делается, если соблюдается условие _fR_wf<_zR_wz. При этом расчётное усилие F_оп=N в варианте 1 воспринимается двумя, а в варианте 2 - четырьмя швами.

I Вар. ; (по металлу шва)

где l_w=85 _f k_f ; n=2

II Вар. A_w=4l_w_fk_f (по металлу шва) где l_w=85_fk_fh_ef-60

39) Центрально-сжатые колонна и стойки.

Общая характеристика колонн.

Область применения: в качестве поддерживающих элементов балочных площадок, междуэтажных перекрытий, эстакад, путепроводов, трубопроводов и т.д.

Колонны передают нагрузку от вышележащих конструкций на нижележащие или фундамент.

Колонна состоит из 3-х частей:

- оголовок;

- стойка;

- база;

Оголовок – служит для опирания вышележащей конструкции, нагружающей колонну;

Стержень (стойка) – основной конструктивный элемент колонны передающий нагрузку от оголовка к базе;

База (башмак) – воспринимает и передает нагрузку от стержня на фундамент;

Вышележащие конструкции могут свободно опираться на оголовок или присоединяться сбоку.

В большинстве случаев базу колонны соединяют с фундаментом жестко, реже шарнирно.

Жесткое крепление уменьшает расчетную длину колонны и упрощает монтаж.

Материал для колонн.

В прошлом широкое применение находил чугун, как материал хорошо работающий на сжатие.

С целью снижения массы (материалоемкости) в настоящее время широко применяют стали и алюминиевые сплавы. Алюминиевые сплавы имеют значительную стоимость, поэтому используются при необходимости в сооружениях, когда возникают вопросы с транспортабельностью.

Стальные колонны выполняются: сплошными и сквозными.

По статической схеме: одноярусные и многоярусные.

Сплошные колонны.

Сечение сплошной колонны проектируется в виде:

- широкополочного двутавра;

- прокатного;

- составного сечения (сварного, на болтах, на заклепках)

Различные типы сечений:

Прокатный обычный или широкополочный.

Составного сечения: сварные двутавры составного сечения из

3-х листов.

Из уголков на сварке.

Из отдельных листов на сварке.

Из отдельных листов на болтах или заклепках (листы скрепляют с помощью уголков).

В комбинации с различными профилями и сечениями (из листов и уголков).

Для легких конструкций:

Гнутосварные профили замкнутого сечения.

г нутый профиль (используется в качестве угловой стойки из легких конструкций).

Для того, чтобы колонна была равноустойчивой необходимо стремиться, чтобы гибкости в плоскостях Х-Х и У-У равнялись, т.е. х = у.

Однако в двутавровых сечениях это условие не выполняется и принимается соотношение: i_x = 0.43h (радиус инерции); i_у = 0.24b.

Т.о. чтобы получить равноустойчивое сечение необходимо условие: 0.43h = 0.24b, т.е. b = 2h.

что приводит к весьма глубоким и неудобным в конструктивном отношении сечениям.

Наиболее эффективным в сравнении с обычными двутаврами будут сварные составные сечения или широкополочные двутавры у которых b  h.

Крестовое сечение обладает большей жесткостью, чем двутавры. Весьма рациональны колонны трубчатого сечения.

Колонны замкнутого сечения равноустойчивы, компактны, имеют хороший внешний вид, а недостатком является недоступность к внутренней плоскости для окраски, и трудности прикрепления примыкающих конструкций.

Сквозные колонны.

Стержень сквозной центрально-сжатой колонны обычно состоит из 2-х ветвей (швеллеров, уголков, двутавров) связанных между собой решетками или планками.

Ось пересекающая ветви колонны называется материальной (х).

Ось параллельная ветвям колонны называется свободной (у).

Расстояние между ветвями (b) назначается из условий равноустойчивости: х = у.

Для клепанных или болтовых соединений удобно полки ставить наружу, а для сварных во внутрь (с точки зрения монтажа).