3.4. Расчет сварных швов прикрепления раскосов и стоек к фасонкам и поясам ферм.

Для сварки узлов фермы применяем полуавтоматическую сварку проволокой Св-08Г2С d = 1,4…2мм; k_шmax = 8мм; ;;;. Несущая способность швов определяется прочностью по границе сплавления.

Таблица расчета швов.

№ стержня	Сечение	[N], кН	Шов по обушку			Шов по перу
			Nоб, кН	kш, см	lш, см	Nп, кН	kп, см	lп, см
Н - 5	180х11	956,757	717,57	0.8	26	239,19	0.8	9
B3 – 4	125х9	832,37	582,66	0.8	30	174,798	0.8	7
Н – 2	100х8	517,64	362,35	0.6	18	108,71	0.4	8
1 – 2	100х10	692,242	484,57	0.8	18	145,37	0.6	7
4 – 5	75х6	179,87	125,91	0.8	5	53,96	0.6	5
5 – 6	50х5	19,48	13,64	0.6	5	5,844	0.4	5
6 – 6′	50x5	28,57	20	0.6	5	8,57	0.4	5

4 Расчет ступенчатой колонны производственного здания.

Для верхней части колонны в сечении 1 -1 N = 381.25 kH; M = -306.9kHм;

в сечении 2-2 при том же сочетании нагрузок М = -80.43 кНм;

для нижней части колонны N₁ = 1481.9 kH; M₁ = -497.8 kHм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь); N₂ =1732.3 kH; M₂ = 790.9 kHм (изгибающий момент догружает наружную ветвь); Q_max = -124.3kH.

Соотношение жесткостей верхней и нижней частей колонн материал колонны – сталь марки Вст3кп2, бетон фундамента марки М150.

4.1. Определение расчетных длин колонны.

Расчетные длины для верхней и нижней частей колонны в плоскости рамы определим по формулам:

Так как

значения определим по таблице 14.1.

В однопролетной раме с жестким сопряжением ригеля с колонной верхний конец колонны закреплен только от поворота;

Т. о. для нижней части колонны:

для верхней:

Расчетные длины из плоскости рамы для нижней и верхней частей равны соответственно:

4.2. Подбор сечения верхней части колонны.

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой . Определим требуемую площадь сечения:

Для симметричного двутавра:

Для стали Вст3кп2 толщиной до 20 мм R=215 МПа = 21,5 кН/см²;

Значение коэффициента определим по приложению 10. Примем в первом приближении, тогда

по приложению 8:

Компоновка сечения: высота стенки

(принимаем предварительно ).

По таблице 14.2. при из условия местной устойчивости

Поскольку сечение с такой толстой стенкой неэкономично, принимаем и включаем в расчетную площадь сечения колонны два крайних участка стенки шириной по:

Требуемая площадь полки:

Из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента, ширина полки: ; из условия устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента ширина полки

Принимаем:

Геометрические характеристики сечения.

Полная площадь сечения:

расчетная площадь сечения с учетом только устойчивости части стенки:

Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента.

Значение коэффициента  принимаем по приложению 10 /1/ :

для

;

Недонапряжение составляет:

Проверим устойчивость верхней части колонны из плоскости действия момента:

; по приложению 7 /1/

Для определения m_x найдем максимальный момент в средней трети расчетной длины стержня:

По модулю

При m_x < 5 коэффициент .

Поскольку , то

в расчетное сечение включаем только устойчивую часть стенки:

(см. рис. 4.1.а)

4.3. Подбор сечения нижней части колонны.

Сечение нижней части колонны – сквозное, состоящее из 2-х ветвей, соединенных решеткой. Высота сечения h_Н = 1250мм. Подкрановую ветвь колонны принимаем из широкополочного двутавра, наружную – составного сварного сечения из 3-х листов. Определяем ориентировочное положение центра тяжести. Принимаем Z_o = 5см;

h₀ = h – Z₀ = 125 – 5 = 120см.

Определяем усилия в ветвях:

- в подкрановой ветви:

- в наружной ветви:

расстояния от центра тяжести сечения колонны до центра тяжести соответствующих ветвей.

Определяем требуемую площадь для подкрановой ветви и назначаем сечение нижней части колонны.

по сортаменту принимаем двутавр №40Б1; A_B1 = 60.1см²; i_у =16.8см; i_х = 3.5см.

Для наружной ветви:

R=215МПа = 21.5кН/см² (сталь Вст3кн2, листовой прокат), тогда

Для удобства прикрепления элементов решетки, просвет между внутренними гранями полок принимаем таким же, как в подкрановой ветви (376 мм).

Толщину стенки швеллера () принимаем равной 20 мм; высота стенки из условия размещения сварных швов – 425мм.

Требуемая площадь полок:

из условий местной устойчивости полки швеллера:

Принимаем: t_n = 20мм; b_n = 180мм;

Геометрические характеристики ветви

Уточняем положение центра тяжести сечения колонны:

h₀ = h_H – Z₀ = 125 – 8.29 = 116.71см

Отличие от первоначально принятых размеров мало, поэтому усилия в ветвях не пересчитываем.

Проверяем устойчивость ветвей:

- из плоскости рамы (относительно оси у – у) L_y = 1095см.

Подкрановая ветвь:

Наружная ветвь:

Из условия равноустойчивости подкрановой ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки:

Принимаем l_B1 = 210см, разделив нижнюю часть колонны на целое число панелей.

Проверяем устойчивость ветвей в плоскости рамы (относительно осей х₁ – х₁ и х₂ – х₂)

Для подкрановой ветви:

Для наружной ветви: