2.6 Расчет укрупнительного стыка главной балки.

Стык делаем в середине пролёта балки, где а . Конструкция стыка представлена на рисунке 2.12.

Стык осуществляем высокопрочными болтами из стали 40Х «Селект» по ГОСТ 4543-71^*. В соответствии с т. 5.7[1] наименьшее временное сопротивление . По т. 5.9[1] принимаем способ обработки соединяемых поверхностей дробеметный или дробеструйный двух поверхностей без консервации, способ регулирования натяжения высокопрочных болтов – по углу закручивания.

Несущая способность болта, имеющего две поверхности трения :

где площадь болта нетто, (т. 5.5[1]);

коэффициент трения, (т.5.9 [1]);

коэффициент надежности, (т. 5.9[1]);

коэффициент условий работы болтового соединения, при количестве болтов (т. 5.3[1]);

Стык поясов.

Каждый пояс балки перекрываем тремя накладками сечениями и , общей площадью сечения:

Определяем усилие в поясе:

Количество болтов для прикрепления накладок:

.

Принимаем количество болтов

Стык стенки.

Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением: длиной .

Определяем момент, действующий на стенку:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

Коэффициент стыка при двух вертикальных рядах :

.

По табл. 2.12[1] принимаем количество рядов болтов по вертикали при . Окончательно принимаем 9 рядов болтов по высоте балки с шагом с шагом 140 мм,

.

Проверяем стык стенки по формуле:

;

где

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты . Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка:

;

Ослабление пояса можно не учитывать. Проверяем ослабление накладок в середине стыка двумя отверстиями:

Условие выполняется. Ослабление накладок можно не учитывать.

Рисунок 2.12 Укрупнительный стык главной балки.

3. Расчет и конструирование колонны

3.1 Определение расчетной длины колонны

Рисунок 3.1 Расчетная схема колонны

Расчетная нагрузка на колонну:

Так как N<3000кН, тогда будем рассчитывать сквозную колонну, состоящую из двух двутавров.

Расчетная длина колонны:

,

где отметка верха;

высота главной балки;

высота балки настила;

толщина настила;

глубина заложения.

Расчетная длина колонны:

,

где коэффициент, зависящий от вида закрепления колонны (шарнирное закрепление с обоих концов);

3.2 Расчет сквозной колонны

3.2.1 Подбор и проверка сечения стержня колонны

Задаемся гибкостью , тогда коэффициент продольного изгиба при по т. 3.10 [1].

Определяем требуемую площадь сечения:

Принимаем сечение колонны из двух двутавров 23К1 по ГОСТ 26020-83 (т. 7.5 [1]).

Проверяем колонну на устойчивость относительно оси Х.

коэффициент продольного изгиба при по т. 3.10 [1].

В данном расчете мы получили перенапряжение, а это не допустимо, поэтому принимаем следующий балочный двутавр, поскольку его площадь ближе к требуемой.

Принимаем сечение колонны из двух двутавров 40Б2 по ГОСТ 26020-83 (т. 7.5 [1]).

Проверяем колонну на устойчивость относительно оси Х.

коэффициент продольного изгиба при по т. 3.10 [1].

Недонапряжение составляет:

Расчет относительно свободной оси.

Определим расстояние между ветвями колонны из условия равноустойчивости т.е.

Принимаем

Принимаем b=42 см.

Определим просвет между ветвями:

Принимаем размеры планки:

Принимаем

.

Принимаем .

. Принимаем

Найдем требуемое расстояние между планками:

.

Принимаем: .

Расстояние между центрами планок:

Для проверки прочности планок и прикрепляющих швов определяем перерезывающую силу и момент, действующий на одну планку.

Планки прикрепляют к ветвям колонны угловыми швами, прочность которых при будет меньше прочности планки, поэтому достаточно проверить прочность сварных швов (в расчет учитываем только вертикальные швы).

Определим площадь сечения и момент сопротивления шва.

Тогда напряжение в шве:

Рисунок 3.2 Сечение и фрагмент колонны на планках

Равнодействующее напряжение:

где - (т. 4.7[1]), где - временное сопротивление свариваемости стали С275 (т. 2.3[1]);

Для сварки пояса со стенкой принимаем полуавтоматическую сварку (ГОСТ 14771-76^*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) электродом CB-08Г2С (ГОСТ 2246-71*) диаметром 1.4-2мм.

Определим момент инерции относительно оси у:

.

Вычисляем радиус инерции и гибкость стержня:

.

Рассчитываем приведенную гибкость:

коэффициент продольного изгиба при по т. 3.10 [1].

Проверим устойчивость ветви колонны: