5.3. Расчет соединительных планок.

Условная поперечная сила:

Условная поперечная сила, приходящаяся на планку:

.

Сила, срезывающая планку:

.

Момент, изгибающий планку в ее плоскости:

.

Планки крепятся к ветвям колонны сварными швами с высотой катета шва с заводкой швов за край планки. Длина шва составляет 30 см, что меньше максимально допустимого значения .

Площадь шва по металлу шва и по границе металла сплавления:

Момент сопротивления шва по металлу шва и по границе металла сплавления:

Фактические напряжения в сварном шве:

- в металле шва:

- на границе сплавления:

Фактические суммарные напряжения не должны превышать расчетных сопротивлений по металлу шва и по металлу сплавления:

Прочность швов, крепящих планку к ветвям колонны, обеспечена.

5.4. Конструирование и расчет оголовка колонны.

Примем толщину опорной плиты равной 3 см. Плита выступает на 15 мм за контур колонны.

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением: ,

где: - длина участка смятия,

- длина ребра,

- опорное давление ГБ,

- сопротивление смятию торцевой поверхности,

=1,025 – коэффициент надежности по материалу,

- временное сопротивление стали разрыву;

.

.

Принимаем толщину ребра равной 30 мм.

Необходимая высота швов из условия прочности:

- по металлу шва: ,

- по металлу границы сплавления: ,

здесь - длина шва.

Максимально допустимая высота шва: .

Принимаем катет сварных швов размером 28 мм.

Высоту ребра назначаем из условия прочности швов, крепящих ребро к ветвям колонны. Толщина стенки двутавра составляет 6,5 мм. Так как толщина ребра намного превышает толщину стенки, для возможности их сваривания в стенке устраиваем вставку толщиной 12 мм. Тогда максимально допустимая величина высоты шва составит 1,4 см, минимальная – 8 мм.

Принимаем высоту шва , тогда необходимая длина швов:

- по металлу шва: ,

- по металлу границы сплавления: .

Длина шва не должна превышать допустимого значения:

- условие выполняется.

Принимаем высоту опорного ребра 40 см.

5.5. Расчет и конструирование базы колонны.

Ширина опорной плиты колонны назначается конструктивно:

,

где h – высота сечения ветви колонны,

а – вылет консольной части плиты.

Фундамент выполнен из бетона класса В15, . Из условия обеспечения прочности бетона фундамента необходимая площадь плиты:

.

Необходимая длина плиты: .

Назначаем плиту сечением 62 х 46 см.

Расчетная нагрузка на плиту: .

Условно принимаем для расчета полоску шириной 1 см.

Расчет участка плиты следует производить как консоли M=qa²/2, однопролетной балки M=qa²/8, при b/a>2.

Если b/a<2 , то правильнее рассматривать плиту как пластинку при опирании на три канта: M=qa₁²,

Где коэффициент  от b₁/a₁ по таблице 8.6 [3];

b₁/a₁ - отношение закрепленной стороны к свободной

q - расчетное давление на 1 см² .

При опирании на четыре канта:M=qa²,

Где коэффициент  по таблице 8.7 [3].

b/a - между кромками ветвей траверсы или ребер ,отношение длинной стороны к короткой.

_{Участок 1} работает как консольная балка с пролетом a=8 см

Участок 2, b/a =300/120=2,5>2

Участок 3 работает как пластина, опертая на четыре канта. При a/b =350/300=1,17 коэффициент по табл.8.6 [3]: α=0,061.

.

Требуемая толщина плиты по максимальному моменту:

.

Принимаем толщину опорной плиты 30 мм. Толщина планок и траверсы составляет 14 мм. Высота сварного шва 1,4 см.

Высота траверсы из условия размещения сварных швов, крепящих ее к стержню колонны:

- по металлу шва: ,

- по металлу границы сплавления: .

Назначаем высоту траверсы 30 см, что меньше предельного значения

.