6.4.3. Расчет траверсы
Толщина траверсы принята tt = 10 мм.
Высота траверсы определяется из условия размещения вертикальных швов крепления траверсы к стержню колонны. В запас прочности предполагается, что все усилие передается на траверсы через четыре угловых шва (сварные швы, соединяющие стержень колонны непосредственно с плитой базы, не учитываются).
Задаемся катетом сварного шва kf = 9 мм (обычно принимают не более 1,2 tt). Требуемая длина одного шва, выполненного механизированной сваркой, из расчета по границе сплавления
lw = N/(4βzkfRwzγc) = 2079 / (4 ∙ 1,05 ∙ 0,9 ∙ 16,65 ∙ 1) = 33,03 см <
< 85βf kf = 85 · 0,9 · 0,9 = 68,85 см.
С учетом добавления 1 см на дефекты в начале и конце шва принимаем траверсу из стандартного листа высотой ht = 36 см.
Проверяем прочность траверсы как однопролетной двухконсольной балки, опирающейся на ветви (полки) колонны и воспринимающей отпорное давление от фундамента (рис. 6.15, б).
а) б)
Рис. 6.15. К расчету траверсы
Равномерно распределенная нагрузка на траверсу, собранная с грузовой площади (рис. 6.15, а):
qt = σf d = 0,9 · 24 = 21,6 кН/см,
где d = B/2 = 48 / 2 = 24 см – ширина грузовой площади траверсы.
Определяем усилия:
на опоре
Moп = qtb12/2 = 21,6 · 42 / 2 = 178,8 кН/см2;
Qоп = qtb1 = 21,6 · 4 = 86,4 кН;
в пролете
Mпр = qtb2/8 – Mоп = 21,6 ∙ 402 / 8 – 178,8 = 4141,2 кН·м;
Qпр = qtb/2 = 21,6 · 40 / 2 = 432 кН.
Момент сопротивления траверсы
Wt = ttht2/6 = 1 · 362 / 6 = 216 см3.
Проверяем прочность траверсы:
– по нормальным напряжениям от максимального момента в пролете
– по касательным напряжениям
– по приведенным напряжениям на опоре
где σ = Моп/Wt = 178,8 / 216 = 0,828 кН/см2;
τ = Qпр/(ttht) = 432 / (1 · 36) = 12 кН/см2.
Траверса проходит по условиям прочности.
Требуемый катет горизонтальных сварных швов, прикрепляющих траверсу к плите, для передачи усилия (Nt = qtL) от одной траверсы на плиту
kf = qtL/(βzΣlwRwzγc) = 21,6 · 48 / (1,05 · 53 · 16,65 · 1) = 1,12 см,
где lw = (L – 1) + 2(b1 – 1) = (48 – 1) + 2 (4 – 1) = 53 см – расчетная суммарная длина горизонтальных швов.
Принимаем катет сварного шва kf = 12 мм, который равен максимально допустимому катету kf,max = 1,2tt.
Расчет и конструирование базы сплошной колонны производится так же, как сквозной.
Заключение
Выполняя курсовую работу, студент знакомится с основами расчета и проектированием элементов металлических конструкций в составе балочной площадке, что позволяет ему закрепить теоретический материал и приобрести практические навыки инженерных расчетов. В дальнейшем это даст возможность перейти к проектированию более сложных конструкций строительных объектов (зданий и сооружений).
Приложение А
Сортаменты
Таблица А.1
Сталь горячекатаная, швеллеры по ГОСТ 8240-93 (выборка)
№ профиля |
Размеры, мм |
Линейная плотность, кг/м |
Площадь сечения, см2 |
Справочные данные для осей |
zо, см |
||||||
h |
b |
s |
t |
Ix, см4 |
I1, см4 |
ix, см |
i1, см |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Швеллеры с уклоном внутренних граней поясов |
|||||||||||
10 |
100 |
46 |
4,5 |
7,6 |
8,59 |
10,9 |
174 |
20,4 |
3,99 |
1,37 |
1,44 |
12 |
120 |
52 |
4,8 |
7,8 |
10,4 |
13,3 |
304 |
31,2 |
4,78 |
1,53 |
1,54 |
14 |
140 |
58 |
4,9 |
8,1 |
12,3 |
16,6 |
491 |
45,4 |
5,60 |
1.70 |
1,67 |
16 |
160 |
64 |
5,0 |
8,4 |
14,2 |
18,1 |
747 |
63,3 |
6,42 |
1,87 |
1,80 |
18 |
180 |
70 |
5,1 |
8,7 |
16,3 |
20,7 |
1090 |
86 |
7,24 |
2,04 |
1,94 |
2 |
200 |
76 |
5,2 |
9,0 |
18,4 |
23,4 |
1520 |
113 |
8,07 |
2,20 |
2,07 |
22 |
220 |
82 |
5,4 |
9,5 |
21 |
26,7 |
2110 |
151 |
8,89 |
2,37 |
2,21 |
24 |
240 |
90 |
5,6 |
10,0 |
24 |
30,6 |
2900 |
208 |
9,73 |
2,60 |
2,42 |
27 |
270 |
95 |
6,0 |
10,5 |
27,7 |
35,2 |
4160 |
262 |
10.90 |
2,73 |
2,47 |
30 |
300 |
100 |
6,5 |
11 |
31,8 |
40,5 |
5810 |
327 |
12,00 |
2,84 |
2,52 |
33 |
330 |
105 |
7,0 |
11,7 |
36,5 |
46,5 |
7980 |
410 |
13,10 |
2,97 |
2,59 |
36 |
360 |
110 |
7,5 |
12,6 |
41,9 |
53,4 |
10820 |
513 |
14,20 |
3,1 |
2,68 |
40 |
400 |
115 |
8 |
13,5 |
48,3 |
61,5 |
15220 |
642 |
15,70 |
3,23 |
2,75 |
0