3. Расчет соединительных планок.

Окончательно шаг планок применяем 124.0см

Высоту планки h= 30см

Условная поперечная сила:

= (7.15·10^(–6))·(2330–(2.1·10^6)/3400)·(2072.17·100/0.742)=3419.17кг

Условная поперечная сила, приходящаяся на планку:

3419.17/2=1709.58кг

Сила, срезывающая планку:

1709.585·124/45=4710.86кг

Момент, изгибающий планку в ее плоскости:

1709.585·124/2=105994.27кг*см

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

Площадь шва по металлу шва и по границе металла сплавления:

0.7·0.8·30=16.8см2

1·0.8·30=24см2

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

(0.7*0.8*30²)/6=84см3

(1*0.8*30²)/6=120см3

Фактические напряжения в сварном шве:

- в металле шва:

105994.27/84=1261.84кг/см2

4710.86/16.8=280.41кг/см2

(1261.84^2+280.41^2)^0.5=1292.62кг/см2< Rwf= 2200кг/см2

- на границе сплавления:

105994.27/120=883.29кг/см2

4710.86/24=196.29кг/см2

(883.286^2+196.29^2)^0.5=904.83кг/см2< Rwz= 2250кг/см2

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

Прочность швов, крепящих планку к ветвям колонны, обеспечена.

4. Конструирование и расчет оголовка колонны.

Примем толщину опорной плиты равной 2 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,

20+2·2=24см

- длина ребра,

45–0.65=44.35см

- опорное давление ГБ,

2·1034.137=2068.27кг

- сопротивление смятию торцевой поверхности,

=1,025 – коэффициент надежности по материалу,

5000кг/см2- временное сопротивление стали разрыву;

5000/1.025=4878.05кг/см2

2068.27·100/(24·4878.05)=1.77см

Принимаем толщину ребра равной 18 мм.

Необходимая высота швов из условия прочности:

- по металлу шва:

= 2068.27·100/(2200·1·1·0.7·44.35·2)=1.51см

- по металлу границы сплавления:

2068.27·100/(2250·1·1·1·44.35·2)=1.04см

здесь - длина шва.

Максимально допустимая высота шва: 1.2·2=2.4 см

Принимаем катет сварных швов размером 16 мм.

Высоту ребра назначаем из условия прочности швов, крепящих ребро к ветвям колонны. Толщина стенки двутавра составляет 7 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 мм, минимальная – 8 мм.

Принимаем высоту шва , тогда необходимая длина швов:

- по металлу шва:

2068.27·100/(4·2200·1·1·0.7·1.4)=23.98см

- по металлу границы сплавления:

2068.27·100/(4·2250·1·1·1·1.4)=16.41см

Принимаем высоту опорного ребра 25 см.

Длина шва не должна превышать допустимого значения:

85β_fk_f= 85·0.7·1.4=83.3см> 25см - условие выполняется.

t20

5. Расчет и конструирование базы колонны.

Ширина опорной плиты колонны назначается конструктивно:

30+2·10.2=50.4см

где h – высота сечения ветви колонны,

а – вылет консольной части плиты.

Фундамент выполнен из бетона класса B15 ,Rb=8.5Мпа=86.7кг/см2.

Из условия обеспечения прочности бетона фундамента необходимая площадь плиты:

2068.27·100/(86.7)=2385.55см2

Необходимая длина плиты:

2385.55/50.4=47.33см

Назначаем плиту сечением 50 х 70 см.

Расчетная нагрузка на плиту:

2068.27·100/(50·70)=59.09кг/см2

Условно принимаем для расчета полоску шириной 1 см.

Все выступающие за сечение колонны участки плиты работают как консоли:

8.6/70=0.12

12.175/30=0.41

Тогда изгибающий момент для участка 1:

(59.093*8.6²)/2=2185.26кг/см2

Изгибающий момент для участка 2:

(59.093*12.175²)/2=4379.7кг/см2

Участок 3 работает как пластина, опертая на четыре канта.

коэффициент α=0.0797

табл.6.8 стр.405.(Металлические констр. Горев) при b/a=44.35/30=1.478

(0.0797*59.093*30²)=4238.74кг/см2

Требуемая толщина плиты по максимальному моменту:

(6·4379.7/(3400·1))^0.5=2.78см

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: 2068.27·100/(4·2200·1·1·0.7·1.4)=23.98см

- по металлу границы сплавления:

2068.27·100/(4·2250·1·1·1·1.4)=16.41см

Назначаем высоту траверсы 25 см, что меньше предельного значения кг.