Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Автоматизированное проектирование балочной площадки. Учебное пособие
.pdf
Если прочность стыка стенки обеспечена с недогрузом более 25%, то
следует увеличить расстояние между горизонтальными рядами болтов в
пределах, ограниченных требованиями СНиП (таблица 4 Приложения К.),
сохранив принятое количество вертикальных рядов.
Комментарий 34
При выборе конструктивного варианта оформления опорной части
главной балки следует руководствоваться, прежде всего, способом сопряжения
ее с колонной. При примыкании главной балки к колонне
сбоку, опорная
реакция от балки передается на колонну через опорные столики, имеющие
небольшую площадь горизонтальной поверхности (обычно это – стальная
пластина толщиной 30-40 мм, приваренная к колонне). Соответственно и
элемент, передающий эту реакцию, должен иметь четко очерченную форму и
небольшую площадь передающей поверхности. Все эти требования
выполняются при опирании главной балки на колонну через торцевые
диафрагмы в соответствии с рисунком 9а.
Для обеспечения равномерной передачи нагрузки от главной балки на
колонну, поверхность торцов диафрагм строгается, а торцы опорных ребер
«пригоняются» к поверхности полок.
При опирании главных балок на колонну
сверху передача опорной
реакции может осуществляться как через торцевые диафрагмы в
соответствии с рисунком 9а, так и через опорные ребра в соответствии с
рисунком 9б. Выбор варианта конструктивного решения опорного узла
этом
Вариант опирания балки
случае во многом определяется конструкцией стержня колонны.
нижним поясом (передача реакции через опорные
в
ребра) принимается обычно для случая сквозного сечения колонны с ветвями
из прокатных
двутавров или швеллеров с полками наружу (при этом,
плоскости опорных ребер совмещают по вертикали с плоскостью стенок
ветвей колонны). Для других вариантов конструктивного оформления стержня
колонны передача опорной реакции через опорные ребра крайне
нежелательна, так как может привести к существенной расцентровке стержня
колонны из-за одностороннего смещения оси опорных ребер наружу (за
габарит сечения колонны). То есть, для колонн с сечением из
полками внутрь, из четырех уголков или одного составного двутавра
наиболее приемлем вариант опирания главной балки через
диафрагму
в соответствии с рисунком 9а.
двух швеллеров с
торцевую
Предельным состоянием опорных ребер и диафрагм при их
пристрожке к опорным поверхностям является смятие их торцов опорной
реакцией.
=
=
Несущая способность этих элементов проверяется компьютером по
формуле:
где A
для опорных ребер
R - расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности,
p
Рисунок 9 – Конструкция опорной части главной балки
а – с торцевой диафрагмой
б – с опорными ребрами
V
≤ , (93)
A
- площадь смятия, равная для опорной диафрагмы
o
R
p
o
tbA
, (94)
ddo
tbA 2
, (95)
rro
определяемое по Приложению Л в зависимости от временного
сопротивления (
R ) листового проката. Значение Rp Вы должны ввести в
un
компьютер по его запросу, не забывая при этом обращать внимание на
единицы измерения.
Ширина опорного ребра принимается равной
−
=
tb
1 w,f
= - 10 мм (96)
b
h
2
(опорные ребра «ввариваются» по трем сторонам без пропуска
околошовных зон поясных швов, как это предусмотрено в промежуточных
поперечных ребрах жесткости, основное назначение которых состоит в
подкреплении стенки).
Ширина опорной диафрагмы обычно принимается равной ширине
bb
пояса главной балки на опоре (
), что исключает появление
1,fd
дополнительных концентраторов напряжений в наиболее ответственных
элементах конструкции, к которым относятся пояса главной балки и ее
опорная диафрагма.
Толщину опорных ребер и торцевой диафрагмы необходимо
согласовать со стандартом на универсальную листовую сталь (Приложение
Д).
Наряду со смятием торцевой поверхности элементов, передающих
опорную реакцию, в этих элементах (как в любых сжатых конструкциях)
может произойти
потеря устойчивости, что также должно быть
исключено. При передаче опорной реакции главной балки на колонну через
опорные рёбра прежде всего выполняется проверка местной устойчивости
опорного ребра, как сжатой удлиненной пластинки, опертой по трем
сторонам, по формуле:
−
h
≤
t
E
5,0
. (97)
R
yh
ммb
10
Если местная устойчивость ребра не обеспечена, то следует
увеличить его толщину
площади
A ), не забывая при этом, что максимальная толщина ребра t
o
t и уменьшить ширинуhb ( в пределах требуемой
h
должна быть больше трех толщин стенки главной балки (3
окончательная ширина ребра
b назначается кратной 5 мм.
h
Кроме проверки местной устойчивости ребер, необходимо выполнить
проверку
устойчивости опорной части главной балки, так называемой
условной опорной стойки, в состав сечения которой входят оба ребра и
два участка стенки главной балки протяженностью
E
tS 65,0= (98)
w
R
y
t
), а
w
не
h
с каждой стороны ребер в соответствии с рисунком 8б. Проверка устойчивости
+
=
ϕ
λ
σ
такой условной стойки производится как для центрально-сжатых элементов
по формуле:
V
R
σ
A
ϕ
ef
γ
≤= , (99)
cy
где A
- площадь поперечного сечения условной стойки,
ef
SttbA 22
; (100)
whhef
- коэффициент продольного изгиба, определяемый по
Приложению П в зависимости от
R и
y
;
λ - гибкость условной стойки
h
w
=
λ
; (101)
i
z
i
- радиус инерции сечения условной стойки относительно оси z
z
()
i
≅ , (102)
z
2
12
A
3
tbt
+
whh
ef
- условное напряжение в сечении стойки, которое печатается
компьютером.
Если условие устойчивости (99) не выполняется, то следует увеличить
толщину опорного ребра
t (если это еще возможно), или изменить класс
h
стали опорных ребер (принять сталь с большим значением расчетного
сопротивления
R и, соответственно, pR ).
y
Размеры
торцевой диафрагмы также должны обеспечивать её местную
устойчивость
b
d
t
5,0 (103)
≤
и устойчивость опорной части балки (условной стойки), как
центрально-сжатого элемента (формула 99).
В этом случае площадь поперечного сечения условной стойки в
R
E
yd
SttbA
+
=
=
γγβ
β
, (104)
wddef
а радиус инерции сечения относительно оси z определяется по формуле:
3
bt
12
A
dd
ef
i
= . (105)
z
Если
следует увеличить ее толщину
трех толщин стенки главной балки -
Если
прежде всего следует увеличить ширину опорной диафрагмы
не обеспечена местная устойчивость торцевой диафрагмы, то
t (не забывая, что она не может быть больше
d
t3).
w
не обеспечена устойчивость условной опорной стойки, то
b , согласовав
d
этот размер с возможной конструктивной шириной опорного столика
bb
+ 8 см (106)
ds
для бокового варианта примыкания главной балки к колонне и, обязательно, с
шириной полосы из стандарта на универсальную сталь (Приложение Д).
И, наконец, есть еще одно «слабое звено» в опорной части главной балки
– это
сварные угловые швы, с помощью которых осуществляется соединение
опорных ребер и диафрагмы со стенкой главной балки. Именно по их сечению
и может произойти
срез от действия опорной реакции, что также должно
быть исключено. Катет этих сварных швов определяется компьютером из
условия обеспечения их прочности на срез в предположении равномерной
передачи опорной реакции участком шва протяженностью 85
kβ по формуле
f
k
1
≥ , (107)
f
() () ()
⋅
85
V
Rn
γγβ
czwfzwfzf
где
прикрепляют к стенке главной балки опорные ребра, то
нужны для крепления торцевой диафрагмы, то
n – количество рассчитываемых сварных швов (если швы
n=4, а если швы
n=2).
Вспомним, что Вы уже рассчитывали в этой работе сварные швы и
выбирали все необходимые параметры, входящие в расчетную формулу (это
было при расчете поясных швов). Здесь же, очевидно, нужно изменить только
способ выполнения сварных швов: сварка должна выполняться
полуавтоматом в среде углекислого газа (трудно себе представить
сварочный трактор, выполняющий угловой шов «в лодочку» на опорных
ребрах или торцевой диафрагме). Рекомендации по выбору сварочной
,,,
проволоки и коэффициентов
,
можно обнаружить в тексте
wzfwzf
соответствующего комментария. Не забудьте еще раз заглянуть в таблицу
Приложения И для окончательного назначения катета сварного шва по
толщине опорных ребер или торцевой диафрагмы.
* * *
Ну, вот кажется и всё. Закончен важный этап проектирования балочной
площадки. Вы скомпоновали и выбрали рациональную ячейку площадки,
подобрали сечение главной балки и разобрались со всеми ее конструктивными
элементами и соединениями. Теперь у Вас есть вся необходимая информация
для того, чтобы выполнить деталировочный чертеж (КМД) отправочной марки
главной балки. Безусловно, это не все, что нужно сделать в курсовой работе:
есть еще и колонны, на которые опираются главные балки, есть узлы
сопряжений балок между собой. Это конструкторские задачи, которые пока
Вам придется решать самостоятельно, но, поверьте, их объем существенно
меньше той части работы, которую Вам помог (мы на это очень надеемся)
выполнить компьютер. А если учесть то обстоятельство, что компьютер Вас
еще и чему-то научил в области проектирования металлических конструкций,
то самостоятельное проектирование оставшихся элементов и их соединений не
вызовет у вас никаких проблем.
У с п е х о в В а м !
Cписок использованных источников
1. Металлические конструкции. В 3 т. Т.1 Элементы стальных
конструкций: Учеб. пособие для строит. вузов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров,
В.В. Филиппов и др; Под ред. В.В.Горева.-М.: Высш. шк., 1997.- 527с.
2. Металлические конструкции. Общий курс. Учеб. для вузов / Е.К. Беленя,
В.А. Балдин, Г.С. Веденников и др; Под общ. ред. Е.И.Беленя –
М.:Стройиздат, 1986.-560с.
3. Металлические конструкции. В 3 т. Общая часть (Справочник
проектировщика)/Под общ. ред. В.В.Кузнецова, - М.: Изд-во АСВ, 1998.-
576с.
4. СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции.М.:ГУП ЦПП, 2002.-90с.
5. СНиП 2.01.07 –85*. Нагрузки и воздействия. -М.: ГУП ЦПП.2003.-44с.
6. СНиП 23.-01-99*. Строительная климатология. -М.: ГУП ЦПП.2003.-70с.
7. Балочное перекрытие рабочей площадки. Метод. указ. к выполн. расч.-
граф. работы по курсу «Металлические конструкции»/Сост.
С.В.Миронов – Оренбург: ОрПИ, 1992.- 30с.
Приложение А
(справочное)
Сталь
Таблица А.1 - Нормативные и расчетные сопротивления листового и фасонного проката
Толщина
проката1, мм
Нормативное сопротивление2, МПа,
проката
листового,
фасонного листового,
широкополосного
Ryn Run Ryn Run Ry Ru Ry Ru
Расчетное сопротивление3, МПа,
проката
фасонного
широкополосного
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
С235
С245
С255
От 2 до 20
Св. 0 „ 40
„ 40 „ 100
От 2 до 20
Св. 20 „ 30
От 2 до 3,9
„ 4 „ 10
Св. 10 „ 20
235
225
215
245
-
255
245
245
360
360
360
370
-
380
330
370
235
225
-
-
245
235
-
255
245
360
360
-
-
370
370
-
380
370
230
220
210
240
-
250
240
240
350
350
350
360
-
370
370
360
230
220
-
-
240
230
-
250
240
350
350
-
-
360
360
370
360
С275
С285
От 2 до 10
Св. 10„ 20
От 2 до 3,9
„ 4„ 10
Св. 10 „ 20
275
265
285
275
265
380
370
390
390
380
275
275
-
285
275
390
380
400
390
270
260
280
270
260
370
360
380
380
370
270
270
280
270
380
370
390
380
Продолжение таблицы А.1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
С345
С345К
С375
С390
С390К
С440
С590
От 2 до 10
Св. 10 „ 20
„ 20 „ 40
„ 40 „ 60
„ 60 „ 80
„ 80 „ 160
От 4 до 1 0
От 2 до 10
Св. 10 „ 20
„ 20 ... 40
От 4 до 50
От 4 до 30
От 4 до 30
Св.30,, 50
От 10 до 36
345
325
305
285
275
265
490
470
460
450
440
430
345
325
305
-
-
-
490
470
460
-
-
-
335
315
300
280
270
260
480
460
450
440
430
420
335
315
300
-
-
-
480
460
450
-
-
-
345 470 345 470 335 460 335 460
375
355
335
510
490
480
375
355
335
510
490
480
365
345
325
500
480
470
365
345
325
500
480
470
390 540 - - 380 530 - -
390 540 - - 380 530 - -
440
410
590
570
-
-
-
-
430
400
575
555
-
-
-
540 635 - - 515 605 - -
С590К
От 16 до 40
540 635 - - 515 605 - -
За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки (минимальная его толщина 4мм).
Таблица Б.1 - Коэффициенты для расчета на прочность с учетом
пластических деформаций
сечения
Схема сечения
1
Приложение Б
(справочное)
Аf/Aw
0.25 1,19
0,5 1,12
1,0 1,07
2,0 1,04
0,25 1,190
0,30 1,176
0,35 1,162
0,40 1,148
0,45 1,134
0,50 1,120
0,55 1,115
0,60 1,110
0,65 1.105
0,70 1,100
0,75 1,095
0,80 1,090
0,85 1,085
0,90 1,080
0,95 1,075
1,00 1,070
1,25 1.062
1,50 1,055
1,75 1,048
2,00 1,040
Значение коэффициентов Тип
)
С(c
х
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]