МК1 записка
.pdf
|
bef |
|
= |
|
17.55 |
= |
8.775 |
< |
14.65 |
|
|
|
|
|
|
21 |
|||||
|
tf |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
местная устойчивость сжатого пояса обеспечена |
|||||||||||
Определяю размеры ребер жесткости: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
bh≥ |
|
hw |
|
|
+ 40 = |
1160 |
|
+ 40 = 78.67 |
мм |
принимаю bh= |
80 |
|
|||||||||
|
30 |
|
|
30 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ts≥2·bh· |
|
|
Ry |
= |
2 · |
80 |
· |
|
240 |
|
= 5.46 мм |
принимаю ts= |
6 |
|||||||
|
|
|
E |
|
206000 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Окончательно размеры примутся, после расчета сопряжения главной и второстепенной балок
1.2.7. Расчет монтажного стыка балки на высокопрочных болтах.
Монтажный стык устраивается в середине пролета, где действует Mmax= 2861.04 кНм Распределяю максимальный изгибающий момент между элементами сечения балки пропорционально их изгибным жесткостям. На долю стенки приходится:
Mw= |
Mмах |
· |
Iw |
= 2861.04 |
· |
117067.2 |
= 541.632 кНм |
|
|
|
Ix |
|
|
618379.2 |
|
на долю поясов: Mf= |
Mмах |
- |
Mw |
= 2861.04 |
- 541.632 = 2319.41 кНм |
||
|
|
|
|
|
|
20 |
|
2861.0 |
|
|
|
|
|
1160 |
1200 |
|
|
|
|
|
|
||
360 20
Рис.1.2.10. Расчетные усилия в монтажном стыке балки.
1.2.7.1. Расчет соединения по поясам.
Определяю усилие, которое приходится на все площадки трения одной полунакладки
по поясам: |
N f = |
M f |
= |
2319.4 |
= 1932.84 кН |
|
|
h |
1.2 |
d = 24 мм |
|||
|
|
|
|
|||
По табл. 61 принимаю материал болтов 40 Х "селект, и"для болтов |
||||||
нормативное временное сопротивление материала болта разрыву |
Rbun= 1100 МПа |
|||||
Т.к. болт работает на растяжение, то по табл. 62[1] принимаю: |
|
|||||
Аbn= 4.52 см2 |
|
|
|
|
|
|
Аb= 3.52 см2
По табл. 36 принимаю способ обработки соединяемых поверхностей газопламенный двух поверхностей без консервации, коэффициент трения μ = 0.42 При регулировании натяжения болтов по моменту закручивания, статической нагрузке и разности номи-
нальных диаметров отверстий и болтов |
|
δ = 3мм принимаю коэффициент надежности |
22 |
||||||||||||||||||||||||
γh =1.12 Полагая, что количество болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||
более 10 принимаю коэффициент условий работы |
γb =1.0 |
|
|||||||||||||||||||||||||
Определяю расчетное усилие, которое может быть воспринято одной площадкой трения, |
|
||||||||||||||||||||||||||
стянутое высокопрочным болтом: |
Qbh |
= |
Rbh Abn μ γb |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γh |
|
|
|
|||||
Где: |
Rbh - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению: |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Rbh= 0.7 |
· 1100 = |
770 |
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Qbh= |
770 |
· |
103 |
|
· 3.52 |
· |
10-4 |
· 0.42 |
· |
1 |
= |
101.6 кН |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Определяю требуемое количество болтов на одной полунакладке: |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
n |
|
≥ |
|
|
N f |
γn |
|
= |
1932.84 |
· |
0.95 |
|
= |
18.07 |
шт |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
101.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
b |
|
|
Qbh kтр γс |
|
|
· 1 |
· 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Считаю данное количество болтов неприемлемым, ввожу дополнительную накладку |
|
|||||||||||||||||||||||||
с внутренней стороны полок, таким образом |
|
kтр = 2 |
Корректирую усилие, приходящееся |
||||||||||||||||||||||||
на одну площадку трения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
N f cor |
= |
|
M f |
= |
|
|
2319.4 |
|
|
= |
1965.6 |
кН |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
h-t f |
|
|
|
|
0.02 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
1.2 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
n |
cor |
|
≥ |
|
N corf |
γn |
= |
1965.6 |
· |
0.95 |
|
= |
9.186 |
шт |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
101.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
b |
|
|
Qbh kтр γс |
|
|
· 2 |
· 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Принимаю кол-во болтов |
nbcor= |
12 |
|
шт |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
360 |
9 |
Рис.1.2.11. Сечение а-а. |
Определяю ширину дополнительной накладки: |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
bн1≤ |
|
bf-tw |
|
- |
|
20 = |
|
360 |
- |
9 |
|
- |
20 |
= |
155.5 мм |
|
|
|
||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
расстояние между отверстиями: |
|
|
|
a ≥2.5·d o =2.5· |
27 = |
67.5 |
мм |
||||||||||||||
расстояние от края до центра отверстия: |
|
b=c≥1.3·d o =1.3· 27 = 35.1 мм |
|||||||||||||||||||
где: d0=d+3мм= |
24 + 3 |
= 27 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Принимаю: |
a= 70 мм |
b=c= 40 , при расположении болтов в |
4 |
ряда , ширина допол- |
|||||||||||||||||
нительной накладки: |
bн,1 ≥ |
а + 2 b= |
|
70 + 2 · 40 = |
150 мм |
|
|||||||||||||||
Проверяю прочность ослабленного сечения пояса. Площадь нетто ослабленного пояса: |
|||||||||||||||||||||
Af,n=bf·tf-do·tf·nb,сеч= |
36 |
|
· |
2 |
- 2.7 |
· |
2 |
· 4 = |
50.4 |
см2 |
|||||||||||
0.85 · Af= |
0.85 |
· |
36 |
|
· |
2 |
= |
|
61.2 |
см2 |
|
|
|
|
|||||||
Af= 36 · |
|
2.0 |
= |
72 |
|
|
см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Возможны 2 расчетных случая: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
1) |
если |
Af |
,н |
≥ 0.85 Af |
, то в расчет идет |
Af |
|
|
|
|
|||||||||||
1) |
если |
Af |
,н |
< 0.85 Af |
, то в расчет идет |
Ac |
=1.18 Af ,н |
Af ,н |
< 0.85 Af |
||||||||||||
|
Имею второй расчетный случай |
|
Ac=1.18Af,n = 59.472 |
см2 |
|
|
|||||||||||||||
Определяю долю усилия, которая в данном сечении уже передана силами трения: |
|
23 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+N = |
N corf |
bb,сеч |
kтр |
= |
1965.6 |
|
· |
4 |
· |
2 |
|
|
= |
655.2 |
|
кН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
nbcor |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
· |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
· 10-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
σ= |
|
|
(N fcor - |
N)·γn |
|
|
= |
|
( |
|
|
1965.6 |
|
- |
655.2 ) |
|
· |
0.95 |
= |
209.3 МПа < Ry= |
240 |
МПа |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
A c ·γc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
59.47 |
|
· 10-4 |
· |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Определяю габариты накладок: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
lн=2·(2·b+(nb-1)·a)+20мм = 2 |
· ( |
2 · |
40 |
+ ( |
3 - 1 ) · |
70 ) |
+ 20 = |
460 |
мм |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Толщину накладок определяю из условия равнопрочности сечения накладок и пояса. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Принимаю толщину накладок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
∑An ≥ Af |
tn ≥ |
|
|
|
bf t f |
|
|
|
= |
|
36 |
· |
2.0 |
|
|
= |
|
|
1.1 |
|
см |
Принимаю |
tн= |
12 |
мм |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
bf |
+ 2bн1 |
|
36 |
+ 2 · 15 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.2.7.2. Расчет соединения по стенке. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
Определяю усилие, которое приходится на одну площадку трения, стянутую одним |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
высокопрочным болтом. |
|
Nmax |
= |
|
M w amax |
≤ Qbh kтр |
γс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
m |
∑ai2 |
γn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Из этой зависимости определяю требуемое количество вертикальных рядов болтов |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
на одной полунакладке: |
|
|
m = |
|
|
|
M w amax γ |
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
Qbh kтр γс ∑аi2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
a max ≤hw-2·90= |
|
1160 |
|
|
- |
180 |
|
= |
|
|
980 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Максимально возможное количество болтов в вертикальном ряду: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
nb,возм= |
|
амах |
|
|
+ |
|
1 |
= |
|
980 |
|
|
|
+ |
1 |
= 15.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
амин |
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Принимаю |
14 |
|
|
болтов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Определяю расстояние между болтами: |
a1= |
|
|
|
амах |
|
= |
|
980 |
|
= |
75.4 |
|
принимаю |
70 |
мм |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
nb1-1 |
|
13 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Корректирую |
|
|
амах |
= |
|
а1 |
|
· |
(nb1-1) |
= |
70 |
· ( |
14 - 1 ) = |
|
910 |
мм |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
∑ai2 |
= a12 +a22 +... +amax2 |
=( |
|
1 |
· |
7 |
|
)2 |
|
+ ( |
3 · |
7 |
) 2 |
+ ( |
5 |
· |
|
7 |
) |
2 + ( 7 · |
7 |
) |
2 |
+ ( |
9 · |
7 ) |
2 + |
|||||||||||||||||||||||
∑ai2 |
|
|
+ ( 11 · 7 ) 2 + ( 13 · 7 ) 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|||||||||||||||||||||||||
= a12 +a22 +... +amax2 |
= |
|
|
|
|
24295 |
|
|
см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
m= |
|
541.632 |
· |
0.91 |
|
|
|
· |
0.95 |
|
|
= |
0.948 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
101.6 |
· 2 · 1 · |
|
|
|
|
2.4295 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
радах, по |
14 шт в ряду. |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Принимаю расположение болтов на одной полунакладке в |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Размеры накладки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
bн= |
|
2 |
( |
40 + 0 · |
|
70 + 40 ) + 20 = |
180 |
|
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
lн= |
|
2 |
· |
40 + 13 |
|
|
· |
|
|
70 |
= |
990 |
|
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
tн= |
|
9 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
24
Рис.1.2.12. Монтажный стык балки
1.3. Расчет колонны |
25 |
1.3.1. Определение нагрузок и подбор сечения сплошной колонны
Нагрузку на главную балку принимаю равномерно распределенной. Расчет веду только для оптимального варианта балочной клетки.
12
12
5.55.5
Рис.1.3.1. Грузовая площадь колонны.
Расчетное усилие в колонне с учетом собственного веса
N=∑P·B·L·α= 28.041 · 5.5 · 12 · 1.05 = 1943.24 кН
Где: α = 1.05 - коэффициент, учитывающий собственный вес колонны и балок.
Принимаю примыкание главной балки к колонне сверху.
Рис.1.3.2. Поперечное сечение сплошной колонны.
Геометрические длинны колонны: |
|
|
|||||
lх=ly=H+hф-(tп+tпл+hб+20мм)= 7.0 |
+ 0.6 - ( 0.03 + 0.12 + 1.2 + 0.02 ) = |
6.23 м |
|||||
Расчетные длины колонны: |
|
|
|
||||
lef,x=lx·μ= |
6.23 |
· |
0.7 |
= |
4.361 |
м |
|
lef,y=ly·μ= |
6.23 |
· |
1 |
= |
6.23 |
м |
II8 |
По таблице 50* [1] для конструкций третьей группы в климатическом районе |
|||||||
принимаю сталь С235. По таблице 51 |
[1] для стали С235 и фасонного проката при толщине |
|
до 20 мм принимаю |
Ry= 230 |
МПа |
7.0 |
120 |
|
1943.2
1200
4.361
600
35Б1
7.0 |
120 |
26 |
1943
346
6.23
600
Рис.1.3.3. Расчетные длины колонны.
Требуемую площадь и ориентировочные размеры определим, задавшись на первом этапе
расчета гибкостью |
|
|
|
|
|
λ1 = 70 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
По таблице 72 СНиП II-23-81* |
ϕ1 |
= 0, 761 |
, тогда |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Aтр = |
|
|
|
N γn |
|
|
|
|
= |
|
|
1943.24 |
· |
0.95 |
· |
103 |
= 10547.2 |
мм2 = 105.5 см2 |
||||||||||||||
ϕ Ry γc |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
0.761 · 230 · 1 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Определим сечение колонны исходя из условия равноустойчивости |
||||||||||||||||||||||||||||||||
ix,t2= |
|
|
|
lefx |
|
= |
|
|
436.1 |
|
= |
|
6.23 |
см |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
λ1 |
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
iy,t2= |
|
|
|
lefy |
|
= |
|
|
623 |
|
= |
|
8.9 |
см |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
λ1 |
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
h= |
|
ix,t2 |
= |
|
|
4.361 |
|
= |
10.38 |
см |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
α1 |
|
|
|
|
|
|
0.42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
bf= |
iy,t2 |
= |
|
|
6.23 |
|
|
= |
25.96 |
см |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
α1 |
|
|
|
|
|
|
0.24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Сечение колонны компонуется исходя из следующих соображений: |
||||||||||||||||||||||||||||||||
1) из конструктивный соображений |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
b < h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2) Из условия общей устойчивости |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
h> ( |
1 |
|
|
|
|
… |
1 |
|
) Н = |
0.415 |
….. |
0.312 |
|
|
|
|||||||||||||||||
15 |
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
3) Из условия обеспечения местной устойчивости сжатого пояса: |
||||||||||||||||||||||||||||||||
t |
|
|
|
≥ |
|
1 |
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
f |
|
30 |
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4) Из условия обеспечения местной устойчивости стенки: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
t |
|
|
|
≥ |
|
1 |
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
w |
|
|
|
w |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tw |
|
≤ 3 |
|||||||||
5) Из условия свариваемости элементов сечения: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
t f |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
По найденным величинам скомпонуем сечение колонны |
|
27 |
|||||
|
|
|
|
|
22 |
||
h= |
260 |
мм |
|
|
|
||
|
|
|
|
||||
bf= |
260 |
мм |
|
|
|
|
|
tf |
22 |
мм |
|
|
|
|
|
tw= |
8 |
мм |
|
|
216 |
260 |
|
hw= |
216 |
мм |
126 |
8 |
|||
|
|
||||||
|
|
|
260 |
|
22 |
|
|
|
|
|
Рис. 1.3.1.2. Сечение колонны |
|
|
||
При принятых размерах |
|
tf |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
tw = |
|
|
|
|
= 2.75 |
< |
3 |
, т.е. условие свариваемости удов- |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
8 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
летворяется. Проверим устойчивость колонны. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
Определяю геометрические характеристики скомпонованного сечения. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
А= |
216 |
· |
|
8 |
|
+ 2 · |
260 |
· 22 = |
|
13168 |
мм2 |
= |
131.7 |
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
I = |
|
0.8 |
· |
|
21.6 |
3 |
+ |
2 |
26 |
· |
2.2 3 |
+ 2 · 26 |
· |
2.2 |
· ( |
26 |
|
- |
1.8 |
) |
2 = 17467.3 |
см |
4 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
x |
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Iy= |
|
0.8 |
3 |
|
· |
|
|
|
21.6 |
|
+ |
2 |
26 |
3 |
· |
2.2 |
|
|
= |
6445.45 |
см4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ix= |
|
17467.3 |
|
|
= |
11.52 |
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
131.68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
iy= |
|
6445.45 |
|
|
= |
6.996 |
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
131.68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Определим гибкость колонны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
λx= |
|
lefx |
|
= |
|
|
436.1 |
= |
37.86 |
|
|
→ |
|
|
|
|
|
|
φx= |
0.905 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
ix |
|
|
|
|
11.52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
λy= |
|
lefy |
|
= |
|
|
|
623 |
|
= |
89.05 |
|
|
→ |
|
|
|
|
|
|
φy= |
0.632 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
iy |
|
|
|
|
6.996 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В расчет подставляется φmin= |
|
0.632 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Должно выполняться условие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
λmax<[λef]= |
180 |
|
- 60 |
· α = 180 |
- 60 = |
|
|
|
|
N |
|
= |
180 |
- 60 |
|
|
1943.24 |
· |
101 |
|
= 119 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
φ·А·Ry·γc |
|
|
0.632 |
· |
131.7 |
· |
230 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Напряжения в колонне равны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
σ= |
N |
|
|
|
= |
1943.24 |
· 103 |
|
|
|
|
|
= |
|
233.5 |
< |
Ry·γc |
= |
230 |
· |
|
1 |
|
= |
242.1 |
МПа |
|
|
|
||||||||||||||||||||
φ·A |
|
|
0.632 |
· |
131.7 |
· |
102 |
|
|
γc |
|
|
0.95 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
т.е. устойчивость колонны обеспечена. |
|
|
|
|
242.1 |
- |
233.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Недонапряжение в колонне составляет |
|
Δσ= |
|
· |
|
100% = |
3.55 |
% |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
242.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1.3.2. Проверка полок и стенки на местную устойчивость
Проверим стенку на местную устойчивость |
|
||||
Условная гибкость |
|
= 89.05 |
230 |
= 2.98 > 2 |
|
λ |
|||||
|
206000 |
||||
|
|
|
|
||
λ
|
|
λ |
uw = 1.2 |
|
+ 0.35 |
|
|
= |
1.2 |
+ 0.35 |
· |
|
2.98 |
= 2.24 |
|
но не более 2.3 |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
λ |
|
|
28 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
hw |
|
|
|
|
216 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
206000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
= |
27.0 |
|
< 2.24 |
|
= |
67.08 |
местная устойчивость стенки обеспечена |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
tw |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
Проверим полки на местную устойчивость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
bef |
= |
|
126 |
|
= |
|
5.727 |
|
< ( |
|
0.36 |
|
+ |
0.1 |
· |
|
2.98 ) |
|
|
206000 |
= |
19.68 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
tf |
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
230 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Местная устойчивость полки обеспечена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Так как, |
|
|
|
hw |
|
= |
|
216 |
|
|
= |
27 |
|
< |
2.3 · |
|
|
206000 |
|
= 68.83 |
, то по длине колонны |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tw |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
230 |
|
|
||||||||||||||||||
конструктивно устанавливаем по две пары ребер жесткости с размерами: |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
bh≥ |
|
hw |
|
|
+ |
40 |
= |
|
|
216 |
+ 40 |
= |
47.2 |
|
|
Принимаем |
bh= |
60 мм |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
30 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
ts |
|
≥ 2 bh |
|
|
|
Ry |
= |
|
2 |
|
|
· |
60 |
· |
|
|
230 |
|
|
= 4.01 мм < |
6 мм |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
206000 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bh= |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Принимаю: |
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ts= |
|
6 |
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1.3.3.Компоновка и расчет базы сплошной колонны.
Вцентрально-сжатых колоннах размеры опорной плиты в плане определяются из условия прочности на смятие, расположенного под ним материала фундамента:
A = a b ≥ |
N |
|
|
|
|
Бетон класса |
С 20/25 |
|
|
|
||
пл |
|
fcd |
γc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
fcd = 13.3 МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где: |
N= 1943.24 кН |
- Расчетное усилие в колонне с учетом собственного веса |
||||||||||
Апл= |
1943.2 |
|
|
= |
0.146 м2 |
|
|
|
|
|
||
|
13.3 · 103 · |
1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Нахожу размер Впл предварительно задавшись c и tтр |
|
|
|
|||||||||
Bпл=bf+2c+2tтр= 260 |
+ 2 · 10 + 2 · 60 |
= |
400 |
мм |
|
|
||||||
где: hk= |
260 |
мм - ширина колонны |
|
|
|
|
|
|||||
|
tтр = |
10 |
мм – толщина траверсы |
|
|
|
|
|||||
|
с= |
60 |
|
мм – вылет консольного участка плиты |
|
|||||||
Тогда требуемая длина опорной плиты |
Lпл≥ |
Aпл |
= |
0.146 |
= 0.364 м |
|||||||
Bпл |
0.4 |
|||||||||||
Принимаю L пл = |
370 мм |
|
|
|
|
|
||||||
Толщина опорной плиты определяется ее работой на изгиб как пластинки, опертой на торец колонны, траверсы и ребра. Снизу на плиту действует нагрузка от отпора фундамента,
равная напряжению под плитой |
σф = |
N |
= |
1943.2 |
|
· |
10-3 |
= 13.13 МПа |
|
0.37 · |
0.4 |
||||||
|
|
Lпл Bпл |
|
|
|
|||
Можно выделить участки пластинки, опертые по одной, трем и четырем сторонам (кантам),соответственно обозначенные цифрами 1,3,4.
Вырезав из консольного участка 1, опертого по одной стороне, полоску единичной |
29 |
||||||||||
ширины, можно рассматривать ее как консольную балку с пролетом |
с= 60.0 мм |
||||||||||
|
|||||||||||
и с поперечным сечением |
1 tоп |
Изгибающий момент в месте заделки консольной балки |
|||||||||
M1= σф · |
c 2 |
= 13.1 |
· |
103 |
0.0600 |
2 |
= 23.63 кНм |
|
|
||
2 |
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В пластинке опертой по трем сторонам, так как отношение закрепленной стороны |
|
||||||||||
пластины к свободной |
b1/a1= |
55 |
/ 260 = |
0.212 < 0.5 |
|
|
|||||
то изгибающий момент в ней определяется как для консольной балки с вылетом, равным b1
|
|
|
M3= |
σф · |
|
|
b1 2 |
= |
13.13 · |
103 |
|
0.0550 |
|
2 |
= 19.86 |
кНм |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В пластинке опертой по четырем кантам, изгибающий момент в центре пластинки, |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
вычисленный для полосы шириной 1м в направлении короткой стороны |
|
|
|
126 |
|
мм |
|||||||||||||||||||||||||
будет равен |
|
|
M4=α·σфa2 |
|
|
|
|
|
|
|
103 · |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
= 0.091 · 13.13 · |
|
0.126 |
2 = |
19.06 |
кНм |
|
|
|
|||||||||||||||||
где: |
|
α= |
0.091 |
|
|
|
– коэффициент для расчета на изгиб прямоугольных пластинок, |
||||||||||||||||||||||||
опертых на четыре канта, при отношении большей стороны к меньшей |
b |
= |
|
216 |
|
= 1.714 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
126.0 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|||
Тогда необходимые толщины опорной плиты для каждого из трех случаев будут: |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
t1 |
= |
6 |
· |
M1 |
· |
γn |
|
= |
6 |
· |
23.63 |
· |
103 · |
0.95 |
|
= |
0.0226 |
м |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
оп |
|
|
Ry |
· |
γc |
|
|
|
|
|
|
220 · 106 |
· 1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
t3 |
= |
6 |
· |
M3 |
· |
γn |
|
= |
6 |
· |
19.86 |
· |
103 · |
0.95 |
|
= |
|
0.02071 м |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
оп |
|
|
Ry |
· |
γc |
|
|
|
|
|
|
220 · 106 |
· 1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
t4 |
= |
6 |
· |
M4 |
· |
γn |
|
= |
6 |
· |
19.06 |
· |
103 · |
0.95 |
|
= |
0.0203 |
м |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
оп |
|
|
Ry |
· |
γc |
|
|
|
|
|
|
220 · 106 |
· 1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где: |
Ry= |
220 |
МПа |
|
|
- для стали С235 при толщине листового проката св. 20 до 40мм. |
|||||||||||||||||||||||||
|
t= |
25 |
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
60 |
260
10
60
1943.2
30
13.13
126 |
|
|
400 |
126 |
8 |
55 |
|
55 |
22 |
260 |
22 |
|
370 |
|
Рис.1.3.6. Окончательно принятая база сплошной колонны.
Высоту траверсы нахожу из условия размещения угловых швов, прикрепляющих
траверсу к ветвям колонны |
hтр ≥ |
Nγn |
+10 мм |
|
nβ f ( z ) k f Rwf ( z )γwf ( z )γc |
||
|
|
|
Принимаю полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа (ГОСТ 8050-85).
По табл. 55 [1] для конструкций второй группы, климатического района II8 и стали С255 принимаю сварочную проволоку СВ-08Г2С по ГОСТ 2246-70* По таблице 56 [1] для сварной проволоки СВ-08АГ2С расчетное сопротивление срезу
по металлу шва |
Rwf= |
215 |
МПа |
|
|
Run= |
|
||||
По табл. 51 для стали С255 нормативное сопротивление |
370 МПа . Расчетное |
||||||||||
сопротивление на границе сплавления: |
Rwz=0.45Run= 0.45 |
· 370 |
= 166.5 МПа |
||||||||
По таблице 34 определяю |
|
βf , βz |
. Для полуавтоматической сварки проволокой |
||||||||
Ø=4мм |
принимаю |
|
βf=0.7 |
βz=1.0 |
|
|
|
|
|||
Для города Минска коэффициент условий работы сварного шва |
γwf=γwz=1 |
||||||||||
Определяю расчетное сопротивление сварного шва: |
|
|
|||||||||
βf·Rwf= |
0.7 |
· |
215 = |
150.5 |
МПа |
|
|
|
|
||
βz·Rwz= |
1.0 |
· |
166.5 |
= |
166.5 |
МПа |
|
|
|
|
|
Следовательно, расчет необходимо вести для |
металла шва |
|
|
||||||||
kf,мах≤1.2·tmin=1.2· |
10 = 12.0 |
мм |
|
|
|
|
|||||