1. Расчетные характеристики высокопрочных болтов.

Соединения на высокопрочных болтах следует рассчитывать в предложении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения высокопрочных болтов. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.

К расчету примем высокопрочные болты диаметром d = 20мм из стали 40Х «селект».

Площадь сечения болта (нетто) - ;

- расчетное сопротивление растяжению болта - ;

- коэффициент условий работы - ;

- коэффициент условий работы фрикционного соединения -

(при n > 10, n – количество болтов, необходимое для восприятия расчетного усилия).

Способ обработки (очистки) двух поверхностей – газопламенный без консервации:

- коэффициент трения –

- коэффициент при контроле натяжения болтов по моменту закручивания -

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой плоскостью трения элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:

2. Расчет стыка поясов.

Пояс балки перекроем тремя накладками сечением 420х14мм и 2х180х14мм общей площадью:

Усилие в поясе:

Количество болтов для прикрепления накладок:

По условию размещения принимаем 24 болта. Длина накладок – 96см.

3. Расчет стыка стенки.

Стенку перекроем двумя вертикальными накладками сечением 1540х280х10мм.

Момент, приходящийся на стенку балки:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов

.

Найдем коэффициент стыка:

где - число вертикальных рядов болтов на полунакладке.

В соответствии с таблицей 7.8 [2]:

количество горизонтальных рядов на полунакладке: k=15.

Принимаем по два болта в горизонтальном ряду полунакладки и 16 рядов по вертикали с шагом 9,7 см. Общее количество болтов на полунакладке – 32шт.

Проверим прочность стыка стенки с учетом совместного действия момента и поперечной силы.

Максимальное горизонтальное усилие, от изгибающего момента действующее на каждый крайний наиболее нагруженный болт:

– число болтов на полунакладке.

Максимальное горизонтальное усилие:

Прочность монтажного стыка на высокопрочных болтах обеспечена.

5. Расчет колонны сквозного сечения.

Исходные данные:

• длина колонны – 9,45 м;

• сталь колонны – С245;

• расчетное сопротивление стали изгибу: ;

• расчетная нагрузка на колонну – .

1. Подбор сечения колонны.

Расчет относительно материальной оси

Расчетная длина колонны при схеме с жестким закреплением нижнего конца колонны и шарнирным закреплением верхнего:

где – коэффициент расчетной длины, зависящий от схемы закрепления концов колонны в нашем случае: .

Предварительно зададимся гибкостью сквозной колонны .

Коэффициент продольного изгиба при заданной гибкости и расчетном сопротивлении:

Определим требуемую площадь сечения:

Требуемый радиус инерции:

По сортаменту принимаем два швеллера №40, для которых:

Гибкость:

Проверим устойчивость колонны относительно материальной оси:

Принимаем сечение из двух швеллеров №40 по ГОСТ 8240-89.

Расчет относительно свободной оси

Определим расстояние между ветвями колонны b из условия равноустойчивости в двух плоскостях для решетки с планками:

Требуемая гибкость относительно свободной оси:

– гибкость ветви.

Предварительно зададим гибкость ветви

Радиус инерции относительно оси у:

Требуемое расстояние между ветвями колонны:

- для колонн из швеллера по таблице 8 [2].

Полученное расстояние должно быть не менее двойной ширины полок швеллера плюс зазор 100мм.

509мм

Принимаем .

Проверка устойчивости относительно свободной оси

По сортаменту для швеллера №40:

Момент инерции сечения относительно свободной оси:

Расчетная длина ветви:

Примем расстояние между планками в свету

Гибкость ветви:

Сечение планок 200х10мм.

Радиус инерции сечения колонны:

Приведенная гибкость колонны относительно свободной оси:

где

Проверим устойчивость колонны относительно свободной оси:

Устойчивость колонны относительно оси у-у обеспечена.