8.2 Расчет болтового соединения.

8.2.1 Проверка прочности болтового соединения.

Расчетное усилие на один болт от действия R_б.н.:

При шарнирной схеме опирания балки настила расчетное усилие на крайний болт от действия изгибающего момента в соединении, согласно [6] , см. рис. 21:

.

Результирующие усилие равно:

Здесь N_min – несущая способность болтового соединения на один болт при расчете на срез, см. п. 8.1.

Таким образом: прочность болтового соединения при шарнирной схеме опирания балки настила обеспечена.

8.2.2 Проверка деформативности болтового соединения.

Для обеспечения шарнирной схемы опирания балки настила болтовое соединение не должно препятствовать повороту опорного сечения. Для этого горизонтальное смещение отверстия крайнего болта Д, см. рис. 21, не должно превышать предельной величины 5, равной разнице нормальных диаметров отверстий и болтов (δ=3 мм) [6]:

.

Здесь α – угол поворота опорного сечения, при равномерной нагрузке равный ;

- относительный прогиб балки от расчетной нагрузки.

см. п. 6.7.в.

Тогда:

Таким образом шарнирная схема опирания обеспечена.

Примечание: при возникает частичное защемление на опор. В этом случае определяют опорный момент М_оп и дополнительно проверяют прочность болтового соединения по п.8.2.1. При этом в формуле для N_M подставляют значение М_оп. Влияние опорного момента учитывают и при дальнейших проверках прочности накладки и сварных швов. Значение М_оп при определяют по формуле [6]:

.

Здесь L_б.н. – пролет балки настила;

- угол поворота опорного сечения:

- угол свободного поворота сечения:

9.Расчет колонны к1.

9.1 Расчетная схема, определение нагрузки, статический расчет.

Нагрузка на колонну N равна сумме опорных давлений главных балок, опирающихся на колонну К1.

В нашем случае

Здесь 1,05 – коэффициент, учитывающий вес колонны.

Определим отметку верха колонны. В нашем случае при сопряжении балок в одном уровне: .

При этажном сопряжении к выражению в скобках необходимо добавить высоту сечения балки настила. Здесь: d_н – отметка настила площадки (см. п. 1): и - принятые ранее (п. 3) толщины стяжки и железобетонной плиты; высота сечения главной балки (см. п. 7.5); 0,015 м – величина выступа опорного ребра главной балки.

Длинна колонны , где d_н.к. – отметка низа колонны.

Ориентировочно можно принять d_н.к. = – 0,04 м (эта отметка должна быть уточнена при конструировании).

Расчетная схема колонны представлена на рис. 22.

Рис. 22 Расчетная схема колонны.

Рис. 23 К расчету колонны балочной клетки.

Расчетные длины относительно обеих главных осей при шарнирном сопряжении

9.2 Подбор сечения и проверка устойчивости колонны.

9.2.1 Определение сечения ветвей.

Принимаем сквозную колонну из двух прокатных швеллеров, соединенных планками (см. рис. 23).

Марку стали назначаем по табл. В.1 приложения В [1]. Колонна относится к 3-ей группе конструкций. Принимаем сталь С245. По таблице В.1 [1] для фасонного проката при толщине мм R_у = 2450 кг/см². Так как ослабления в колонне отсутствуют (А_n = = A), расчет на прочность по формуле (5) [1] не требуется; определяющим является расчет на устойчивость по п. 7.1.3 [1].

Находим сечения ветвей из расчета на устойчивость относительно оси Х – Х. Задаемся гибкостью, тогда по табл. Д.1 приложения Д [1] (φ_х можно также определить по формулам – по п. 7.1.3 [1]). Требуемая площадь сечения одного швеллера (одной ветви):

.

Здесь γ_с = 1 – по таблице 1 [1].

Требуемый радиус инерции .

По сортаменту (ГОСТ 8240-72*) определяем, что требуемый профиль находится между № 27 (A = 35,2 см²; i_x = 10,9 см) и № 40 (A = 61 см²; i_x = 15,7 см). Принимаем № 36 (A = 53,4 см²; i_x = 14,2 см; b_f = 110 см; I_y1 = 513; i_y1 = 3,1 см; z₀ = 2,68 см; t_w = 0,75 см; t_f = 1,26 см).