3.5. Розрахунок поясного шву.

Розрахунок поясного шву, за допомогою якого пояси головної балки приєднуються до її стінки, виконують в перерізі з максимальною поперечною силою – в опорному перерізі.

Для визначення розрахункової площини зварного шва обчислимо наступну величину за виразом:

де для випадку автоматичного заводського зварювання при положенні зварного шва “в човник” і передбачуваного катету шва до 16 мм коефіцієнти β_f = 1,1 і β_z = 1,15 за табл. 1.12.2 ДБН [2],

а розрахунковий опір кутового зварного шва R_wf = 180 МПа = 18 кН/см² (для сталі класу С255) – табл. Ж.2 дод. Ж ДБН [2] наведена в табл. В.1 дод. В до методичних вказівок.

Оскільки отримана величина більше 1, то необхідний катет зварного шва слід визначати у площині металу межі сплавлення при статичному навантаженні на головну балку за виразом:

Де кількість кутових поясних швів n=2,

Остаточно приймається катет зварного шва більший за розрахований зі стандартного ряду (табл. В.2 дод. В методичних вказівок), проте не менше за допустимий мінімальний за табл. 1.12.1 ДБН [2] (табл. В.3 дод. В до методичних вказівок). Крім цього прийнятий катет зварного шва має бути не більше за 1,2⋅t_w.

В нашому випадку за табл. 1.12.1 ДБН [2] остаточно приймемо катет поясного шва для головної балки k_f = 5 мм (менше за 1,2⋅t_w = 1,2⋅9 = 10,8 мм).

4. Колона

У цьому розділі курсового проекту необхідно виконати розрахунок центрально-стиснутої колони. Розглядається центральна стійка, розташована по вісях 2-Б (рис. 1), оскільки вона є найбільш навантаженою. Як свідчить досвід проектування, поперечний переріз колони виявляється більш економічним, якщо він проектується складеного зварного поперечного перерізу з окремих сталевих листів, а не добирається з прокатних профілів за сортаментом.

Відповідно до ДБН [2] центрально-стиснута колона при відсутності динамічних навантажень має відповідати чотирьом основним вимогам:

- міцності за нормальними напруженнями;

- загальної стійкості;

- гнучкості;

- місцевої стійкості елементів перерізу.

Розрахунок такої колони виконується наступним чином.

4.1. Визначення розрахункових характеристик сталі.

Спочатку визначимо розрахункові характеристики сталі, з якої буде виготовлено колону. Оскільки передбачається використання листової сталі, то її розрахункові характеристику будуть аналогічними до прийнятих для головної балки:

- нормативний опір R_un = 370 МПа = 37 кН/см²;

- розрахунковий опір R_y = 230 МПа = 23 кН/см²;

- модуль пружності Е = 2,06 ⋅ 10⁵ МПа = 20600 кН/см².

4.2. Визначення навантажень.

Визначимо навантаження, які діють колону. Навантаженням на колону є стискаюче зусилля від реакцій розташованих вище головних і другорядних балок. Додатково враховується власна вага самої колони.

Реакцій від розташованих вище балок визначаються від двох другорядних балок і двох головних балок тільки для граничного значення навантажень за виразом:

Характеристичне значення навантаження від власної ваги колони на даному етапі може бути встановлено лише наближено, оскільки переріз колони поки ще невідомий. Рекомендується приймати це значення в залежності від довжини колони наступним чином:

для довжин L^к = 6,0 – 7,0 м; В нашому випадку R^k=8,34 кН.

Довжина колони у випадку поверхового обпирання головної балки на колону і обпирання другорядної балки на головну в одному рівні (рис. 18) розраховується за виразом:

де виступаюча частина опорного ребра приймається конструктивно рівною δ = 20 ... 40 мм.

Рис. 18. Висоти опорних елементів над колоною.

Граничне значення навантаження від власної ваги колони буде дорівню-вати:

де γ_fm – коефіцієнт надійності за граничним значенням навантаження для навантаження від власної ваги сталевих елементів визначається за табл. 5.1 ДБН [7].

Сумарне стискаюче зусилля для розглядуваної колони дорівнює: