Расчет опорного ребра сварной балки

Опорная реакция балки F = 694,8 кН.

Опирание балки выполняем с помощью опорного ребра, приваренного к торцу балки. Определяем площадь сечения опорного ребра из условия смятия торца:

_где R_p - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности. Для стали С255 при толщине проката 10-20 мм по таблицам 1 и 51 R_p= R_u= 360 МПа = 36 кН/см². Принимаем опорное ребро поперечным сечением 200×10 мм, тогда

Проверяем опорную стойку балки на устойчивость относительно оси z-z.

Ширина участка стенки балки, включенной в работу опорной стойки:

Площадь сечения опорного участка:

см².

Момент инерции сечения опорного участка:

тогда

По табл. 72 φ = 0,944

Устойчивость опорного участка балки обеспечена.

Рассчитываем прикрепления опорного ребра к стенке балки двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой Св -08А диаметра 1,4 – 2,0 мм.

Предварительно находим параметры сварных швов и определяем минимальное значение β R_w. Для этого по табл. 56 принимаем R_wf = 180 МПа = 18,0 кН/см²; по табл. 51 R_wz= 0,45R_un= 0,45·37 = 16,65кН/см²; по табл. 35 β_f = 0,9, β_z = 1,05, тогда β_f R_wf = 0,9·18 = 16,2 кН/см² ˂ β_z R_wz = 1,05·16,65 = 17,48 кН/см².

Определяем катет сварных швов, исходя из его прочности и максимально допустимой длины N/(2β_fk_fR_wf) = 85β_fk_f:

Принимаем шов k_f = 6 мм, что больше значения k_{f min} приведенного в таб. 39 Проверяем длину расчётной части сварного шва

Опорное ребро привариваем к стенке балки по всей высоте сплошными швами.

Подбор сечения сплошной центрально-сжатой колонны

Геометрическая высота колонны

𝓁 = 6,5 -0,01 -0,27-1,1 +0,6 = 5,72 м

Расчётная продольная сила, действующая на колонну, равна сумме опорных реакций от двух главных балок опирающихся на неё

N = 2 · Q_max = 2· 694,8=1389,6 кН,

Материал колонны – сталь С245, расчётное сопротивление которой при t =1,5-20 мм R_у= 240 МПа = 24 кН/см². Коэффициент условий работы γ_с=1.

Принимаем сечение стержня колонны двутавровым, сваренным из трех листов.

Расчетная длина стержня колонны

𝓁_ef = 0,7𝓁 = 0,7· 5,72 = 4,0 м.

Задаемся гибкостью λ=70 ( для сплошных колонн при N =1500…2500 кН можно принять в пределах λ =100…70; при N = 2500…4000 кН - λ =70…50).

Условная гибкость колонны

Из таблицы 4 определяем тип кривой устойчивости – тип «b».

Таблица 4.2 Значения коэффициентов α и β в зависимости от типа сечения

В соответствии с рекомендацией проекта новых норм, по таблице 4.3 находим соответствующее заданной условной гибкости значение коэффициента устойчивости φ при центральном сжатии. Для кривой типа b φ = 0,672.

Предварительно определяем требуемые:

площадь сечения колонны

радиус инерции

ширина сечения по табл. 3.1

Принимаем bтр = bf = hw = 24 см.

Таблица 4.3 Коэффициент устойчивости при центральном сжатии

Для обеспечения равноустойчивости колонны в обеих плоскостях следует стремиться к такому распределению общей площади сечения, чтобы около (70 80) % ее приходилось на долю поясов. Тогда толщина пояса и стенки колонны будут равны соответственно

Полная площадь поперечного сечения колонны

Рисунок 4.7. Сечение колонны со сплошной стенкой

Проверяем общую устойчивость колонны относительно оси «у»

Условная гибкость колонны

По проекту новых норм (таблица 4.3 ) для кривой типа «b» коэффициент устойчивости при центральном сжатии φ = 0,78.

Запас прочности не превышает 5%, поэтому принимаем сечение без изменения.

Проверяем местную устойчивость стенки колонны.

Стенка колонны будет устойчивой, если условная гибкость стенки

не превысит предельную условную гибкость

Условие выполняется, значит, стенка колонны устойчива.

Проверяем местную устойчивость поясных листов колонны.

Устойчивость поясных листов центрально-сжатых элементов считается обеспеченной, если условная гибкость свеса сжатого пояса

не превышает значений предельной условной гибкости пояса

Условие выполняется, т.е. полка колонны устойчива.