2.2.4 Расчет сварных швов

Сварные швы, прикрепляющие раскосы и стойки к фасонкам – угловые. Рассчитываются по двум сечениям: по металлу шва и по металлу границы сплавления. Сварные угловые швы выполняются полуавтоматической сваркой, проволокой Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70^*, в заводских условиях. Диаметр проволоки d = 1,4…2мм.

Условие прочности углового шва по металлу шва

, (2.9)

где - усилие, воспринимаемое швом, кН;

- коэффициент проплавления шва, принимаемый 0,9 для полуавтоматической сварки при катетах шва 3 – 8 мм;

- катет сварного углового шва, принимаемый конструктивно в зависимости от толщины свариваемых элементов, принимаем = 7 мм;

- расчетное сопротивление углового шва по металлу шва, =21,5кН/см²;

- коэффициент условий работы шва, =1;

- коэффициент условий работы, = 1;

- длина сварного шва.

Условие прочности сварного углового шва по металлу границы сплавления

, (2.10)

где , , , - то же, что и в формуле (2.9);

-коэффициент проплавления шва, принимаемый 1,05 для полуавтоматической сварки при катетах шва 3 - 8мм;

- расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления;

- коэффициент условий работы шва, =1;

, (2.11)

где - нормативное временное сопротивление, для стали класса С245 и фасонного проката =37 кН/см²;

.

Учитывая, что уголки привариваются двумя фланговыми швами, и что центр тяжести уголка расположен несимметрично по отношению к ширине полки, различают швы по обушку и швы по перу. Усилие, возникающее в раскосе на 70% воспринимается швом по обушку и на 30% швом по перу, т.е. 0,7 - приходится на шов по обушку и 0,3 - по перу.

Из формул (2.9), (2.10) находим , см, требуемую длину швов по обушку

(2.12)

(2.13)

где двойка в знаменателе означает, что швы двусторонние, а 1см добавляется на случай непровара по концам шва.

То же, по перу

(2.14)

(2.15)

Результаты расчета швов, а именно, катеты швов, усилия и расчетные длины швов приведены в таблице 2.4. Окончательные расчеты выполняем по формулам (2.14), (2.15), по металлу границы сплавления, так как они дают максимальное значение.

Таблица 2.3 – Расчет длины сварных швов

Номер стержня	Сечение	Усилие , кН	Шов по обушку			Шов по перу
			Nоб=0,7N кН	, см	, см	Nп=0,3N кН	, см	, см
1	∟90х6	27,538	19,277	0,7	8	8,26	0,7	5
4	∟100х6	24,821	17,37	0,8	43	7,45	0,8	43
3	∟100х6	0	0	0,8	13	0	0,8	13
5	∟100х6	24,821	17,37	0,7	20	7,45	15	4
10	∟70х6	6,552	4,59	0,7	5	1,97	0,7	5
23	∟70х6	0	0	0,7	5	0	0,7	5
22-14	∟90х6	22,71	15,9	0,7	12	6,8	0,7	6
19	∟90х6	15,73	11,01	0,7	17	4,72	0,7	17
18	∟70х6	13,121	9,2	0,7	8	3,94	0,7	7
15	∟70х6	3,985	2,8	0,7	8	1,2	0,7	5

2.2.5 Требования к конструированию

Чтобы избежать дополнительных напряжений от расцентровки осей стержней в узлах, необходимо центрировать стержни в узлах по осям, проходящим через их центры тяжести с округлением до 5мм.

Резку стержней решетки производить нормально к оси стержня. Чтобы уменьшить сварочные напряжения в фасонках, стержни решетки не доводят до поясов на 50мм.

Концы фланговых швов, приваривающих раскосы и стойку к фасонкам, выводят на торцы стержня на20мм.

2.3 Расчёт лестничного марша

2.3.1 Исходные данные

Исходные данные на проектирование лестничного марша:

- ширина – 1,15 м, высота этажа – 3,2 м, размеры ступени 0,15 х 0,3 м;

- бетон класса В 25, R_b =14,5 МПа, R_bt =1,05 МПа, _b2=0,9, R_b,ser=18,5 МПа, R_bt,ser=1,6 МПа, E_b=27 10³МПа;

- арматура каркаса класса А-III: R_s=365 МПа,(при диаметре 10 40 мм) и R_s=355 МПа (при диаметре 6 8 мм), R_sw=290 Мпа, E_s=2 10⁵ МПа, сеток – арматура диаметром 5 мм класса Вр-I: R_s =360 МПа, R_sw=260 МПа и E_s=1,7 105 МПа;

- постоянно нормативная нагрузка ;

- постоянная расчетная ;

- временная нормативная нагрузка ;

- временная расчетная нагрузка , в том числе:

- временная длительная нормативная нагрузка ;

- временная длительная расчетная нагрузка ;

- кратковременная нормативная нагрузка ;

- кратковременная расчетная нагрузка ;

- коэффициент надежности по нагрузке .

2.3.2 Определение нагрузок

Расчетная нагрузка на 1 погонный метр марша определяется по формуле

, (2.67)

где qⁿ - собственная масса типовых маршей, кН/м ,

pⁿ - временная нормативная нагрузка, кН/м ,

а - ширина марша.

Расчетный изгибающий момент в середине пролета марша определяется по формуле

, (2.68)

где q – расчетная нагрузка на 1 погонный метр марша, кН/м,

l – высота этажа, м.

Поперечная сила на опоре определяется по формуле:

, (2.69)

2.3.3 Предварительное назначение размеров сечения марша

Применительно к типовым заводским формам назначаем толщину плиты (по сечению между ступенями) h_f = 30 мм, высоту ребер (косоуров) h = 170 мм, толщину ребер b_r = 80 мм. Действительное сечение марша заменяем на расчетное тавровое с полкой в сжатой зоне:

;

ширину полки при отсутствии поперечных ребер принимаем не более

;

или

;

,

принимаем за расчетное меньшее значение .

2.3.4 Подбор площади сечения продольной арматуры

По условию устанавливаем расчетный случай для таврового сечения (при ): при нейтральная ось проходит в полке;

условие удовлетворяется, нейтральная ось проходит в полке; расчет арматуры выполняем по формулам для прямоугольного сечения шириной b_f = 52 см.

Вычисляем

= , (2.70)

При = 0,097, по таблице 2.12 [2] находим ξ = 0,101 и = 0,949;

=

;

принимаем 2 диаметра 14 A-III, =3,08 см² . В каждом ребре устанавливаем по одному каркасу К-1.

2.3.5 Расчет наклонного сечения на поперечную силу

Поперечная сила на опоре

Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения на продольную ось c по формулам:

;

где

в расчетном наклонном сечении а так как по формуле

то

что больше

Тогда

что больше

следовательно, поперечная арматура не требуется.

В ¼ пролета назначаем из конструктивных соображений поперечные стержни диаметром 6 мм из стали класса А-1, шагом (не более ), , для двух каркасов , ; ; . В средней части ребер поперечную арматуру располагаем конструктивно с шагом 200 мм.

Проверяем прочность элемента по наклонной полосе между наклонными трещинами по формуле

,

где

;

;

;

условие соблюдается, прочность марша по наклонному сечению обеспечена.

Далее рассчитываем прогибы ребер и проверяем их по раскрытию трещин.

2.3.6 Расчет марша по деформациям (прогибам)

Изгибающий момент в середине пролета равен: от полной расчетной нагрузки ; от полной нормативной нагрузки ; от нормативной постоянной и длительной временной нагрузок и от нормативной кратковременной нагрузки .

Определяем геометрические характеристики приведенного сечения марша:

2.3.7 Вычисление прогиба марша приближенным методом

Проверяем условие определяющее необходимость вычисления прогибов при :

,

по таблице 2.20 при и арматуре из стали класса А-III находим ,

т.е. расчет прогибов не требуется.

Плиту марша армируют сеткой из стержней диаметром 4 6 мм, расположенных шагом 100 300 мм. Плита монолитно связана со ступенями, которые армируют по конструктивным соображениям, и ее несущая способность с учетом работы ступеней вполне обеспечивается. Ступени, укладываемые на косоуры, рассчитывают как свободно опертые балки треугольного сечения. Диаметр рабочей арматуры ступеней с учетом транспортных и монтажных воздействий назначают в зависимости от длины ступеней , при , диаметр равен 6 мм. Хомуты выполняют из арматуры диаметром 4 6 мм шагом 200 мм.

3 Организационно - технологическая часть

3.1 Выбор грузозахватных приспособлений

При подборе грузозахватных приспособлений стремимся к тому, чтобы одним устроойством поднимать наибольшее число конструкций. Выбранные грузозахватные устройства сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Ведомость грузозахватных приспособлений

Наименование монтируе-мой констру-кции	Масса конст-рук-ции, т	Наименование монтажного приспособления с указанием автора, организации, чертежа	Характеристика приспособлений				Потре-бное коли-чество
			грузо-подъемность т	масса, т	расчетная высота, м
1	2	3	4	5	6		7
Колонна	1,25-2,52	Траверса унифициро-ванная, ЦНИИОМТП, РЧ – 455 - 69	4	0,08		1	1
Ригель	0,94 – 2,6	Строп двухветвевой ГОСТ 19144 – 73	6	0,02		2,2	1
Плита покрытия	1,7 - 3	Строп четырёхветве-вой, ПИ Промсталь-конструкция, 210059М - 28	5	0,22		4,2	1
Стеновая панель	0,92 – 4,86	Строп двухветвевой, ГОСТ 19144 - 73	6	0,02		2,2	1
Ферма металлическая	2,66	Траверса, ПК Стальмонтаж, 1950-53	10	0,46		1,8	1