Расчет опорной части главной балки

Сопряжение главной балки с колонной – шарнирное. Опорная часть главной балки усиливается ребром жесткости. Опорная реакция главной балки передается через это опорное ребро.

Р ис. 12. Опирание главных балок на колонну.

Выступающую вниз часть опорного ребра принимаем а_р = 20 мм (рис. 12).

Т.к. толщина опорного ребра еще не определена и соотношение величин а_р и 1,5 t_p не известно, то в первом приближении, принимая , определяем толщину ребра из условия смятия

где R_гб = Q_max^гб = 933,409 кН;

- нормативное сопротивле-ние стали при t = 10…20 мм; γ_m = 1,025.

Ширину опорного ребра принимаем равной ширине пояса в месте изменения сечения главной балки b_p = b_f’ = 40 см. Толщина опорного ребра

Принимаем

_{Проверяем первоначально принятое условие смятия . Так как} , то проверяем ребро из условия сжатия:

где R_гб = Q_max^гб = 933,409 кН;

Толщина опорного ребра

Принимаем

Проверяем устойчивость опорной части балки.

Геометрические характеристики опорного участка балки

_{Для гибкости λ = 29,22 и расчетного сопротивления Ry= 32 кН/см}² _{определяем интерполяцией коэффициент продольного изгиба φ=0,885}

_{Проверяем опорную часть балки на устойчивость из плоскости}

Устойчивость опорной части обеспечена.

Расчет угловых сварных швов, прикрепляющих опорное ребро к стенке балки.

Сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа. Сварочная проволока Св-08Г2С. Швы фланговые.

Определяем катет шва:

по металлу границы сплавления

где n = 2 – при двусторонних швах; β_f = 0,7, β_z = 1 – коэффициенты глубины проплавления ; R_wz = 0,45 х R_un = 14,4 кН/см² – расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления;

Минимально допустимый катет шва определяем для таврового соединения с двусторонними угловыми швами при толщине более толстого из свариваемых элементов t_p = 20 мм. Минимальный катет шва равен 7 мм.

Принимаем окончательно k_f = 16 мм.

5. Расчет центрально сжатой колонны сплошного сечения

Сталь колонны С245 по ГОСТ 27772-88.

Отметка верха этажа Н = 7,0 м.

Статический расчет

Расчетная нагрузка на колонну

Геометрические длины колонны:

в плоскости главных балок

из плоскости

Расчетные длины колонны:

в плоскости

из плоскости

где μ = 0,7; μ = 1 – коэффициент приведения длины, определяемый по [1, табл. 71] в соответствии с условиями закрепления концов стержня.

Конструктивный расчет

Колонну проектируем составным сварным двутавром. Подбор сечения колонны ведут методом последующих приближений.

Задаемся гибкостью λ_з = 70. Для стали колонны С245 определяем расчетное сопротивление R_y = 32 кН/см², принимая в первом приближении толщину полки колонны t_f = 10…20 мм. В зависимости от λ_з = 70 и R_y = 32 кН/см² по [1, табл. 72] определяем интерполяцией коэффициент продольного изгиба φ_з = 0,691.

Исходя из условия общей устойчивости, определяем требуемую площадь сечения колонны

Находим требуемые радиусы инерции сечения:

Ширина полки при опирании балки на колонну сверху

где α = 0,24 – коэффициент для симметричного двутавра.

Принимаем сечение - двутавр колонный № 25К2 по ГОСТ 26020-83.

A = 92,18 см²; W_x = 866,6 cм³; I_x = 10833 см⁴; S_x = 480,3 см³; h = 25 см; b_f = 25 см; t_w = 9 мм; t_f = 14,0 мм; qⁿ_сб = 0,724 кН/м; i_x =10,84 см; i_y = 6,29 см.

Рис. 13. Сечение колонны.

Для проверки сечения стержня колонны определяем гибкости:

По табл. В5 СП16 уточняем R_y = 32 кН/см² для стали колонны С245 при t_f = 14,0 мм. По наибольшей гибкости λ_max = λ_y = 117,74 и R_y = 32 кН/см² определяем интерполяцией коэффициент продольного изгиба φ_з = 0,343.

Проверка общей устойчивости колонны

Проверка не выполняется, следовательно, установить продольные ребра жесткости.

tr, br определить по п 7.3.3 СП 16.

Принимаем сечение - двутавр колонный № 35 К2 по ГОСТ 26020-83.

A = 173,87 см²; W_x = 2302,6 cм³; I_x = 40296 см⁴; S_x = 1272,7 см³; h = 35 см; b_f = 35 см; t_w = 12 мм; t_f = 19,0 мм; qⁿ_сб = 1,365 кН/м; i_x =15,22 см; i_y = 8,84 см.

По табл. В5 СП16 уточняем R_y = 32 кН/см² для стали колонны С245 при t_f = 14,0 мм. По наибольшей гибкости λ_max =3,39 и R_y = 32 кН/см² определяем интерполяцией коэффициент продольного изгиба φ_з = 0,562.

Общая устойчивость колонны обеспечена.

Гибкость колонны не превышает предельного значения

λ_max =87,56 < [λ] = λ_y = 180 - 60α = 180 – 60 х 0,59 = 144,6; где

Проверка местной устойчивости пояса

Проверка местной устойчивости стенки п 7.3.2 СП16