БАЛОЧНАЯ_КЛЕТКА-29.08.14_
.pdfУсловная гибкость свеса пояса:
|
|
|
|
bef |
|
|
Ryf |
|
|
13,2см |
|
|
|
|
|
|
24 кН / см2 |
|
|
(3.60) |
|||||
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
0,15, |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
20600 кН / см2 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
t |
f |
|
|
E |
|
|
3см |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где, bef свес поясного листа, b |
( b |
f |
t |
w |
) / 2 (см. рис. 3.2), см. |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ef |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f uf ; |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 0,302 |
|
|
|
|
(3.61) |
Проверка выполняется, местная устойчивость сжатого пояса обеспечена.
3.6Расчет опорных частей главных балок
3.6.1Узел опирания на колонну крайнего ряда
Опорное давление в главных балках передается на крайние колонны через два опорных ребра расположенных по оси колонны (рис. 3.6).
Нижние торцы ребер в этом случае фрезеруются для плотной пригонки к нижнему поясу балки, а для пропуска поясных швов в опорных ребрах срезают углы, что уменьшает их ширину по торцу на 40 мм.
Требуемая ширина опорного ребра:
br1 0,5 bf tw ; |
(3.62) |
|
br1 0,5 28см 1,6см 13,2см.
Действительная ширина принимается кратной 5 мм.
Принимаем ширину каждого опорного ребра br1 = 130 мм.
43
Толщина опорного ребра tr1 должна быть не меньше, чем 3 br1 Ry E ,
где br1 – ширина выступающей части:
|
Ry |
|
|
24кН / см2 |
|
|
(3.63) |
|
tr1 3 br1 |
E 3 13см |
20600кН / см2 1,33см. |
||||||
|
Окончательную толщину ребер увязываем с сортаментом листовой стали
(см. Приложение М.У. т. 5).
Принимаем толщину каждого опорного ребра tr1 = 14 мм.
Рис. 3.6. Узел опирания главной балки на колонну крайнего ряда
44
Опорные ребра проверяют:
1. на смятие торцов
|
|
|
|
|
|
|
Rгл.б |
|
|
|
1; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
(3.64) |
|||
|
|
|
2 b |
|
1,5см |
t |
r1 |
R |
||||||||
|
|
|
|
|
r1 |
|
|
|
|
P |
|
|||||
|
|
|
|
970,32кН |
|
|
|
|
|
0,83 1; |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
2 13см 1,5см |
|
1,4см 36,1кН / см2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где, RP |
расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности |
|||||||||||||||
|
(при наличии пригонки): |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
37кН / см2 |
|
||||||
|
|
|
R |
|
|
un |
|
|
|
|
|
|
36,1кН / см2 . |
(3.65) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
P |
|
|
m |
|
|
1,025 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Run |
характеристическое сопротивление листового проката (см. т. Е.2 |
|||||||||||||||
|
Приложения [1]). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если проверка 3.64 не выполняется, необходимо увеличить толщину опорного ребра согласно сортаменту листовой стали.
2. на потерю общей устойчивости
Участок стенки балки в опорном сечении следует рассчитывать на потерю общей устойчивости, как центрально сжатый стержень, нагруженный опорной реакцией главной балки.
В случае укрепления стенки опорными ребрами с шириной выступающей части br1 в расчетное сечение этого стержня следует включать сечение опорных
ребер и полосы стенки шириной не более чем 0,65 tw E Ry с каждой стороны ребра (1.5.5.13 [1]).
Площадь сечения такого условного вертикального стержня включает в себя опорные ребра и участок стенки с каждой стороны ребра. Расчетная длина стержня принимается равной высоте стенки hw.
45
Площадь сечения условного стержня:
|
|
|
A |
|
2 b |
t |
|
|
2 0,65 t |
|
|
|
|
E |
|
t |
|
|
|
; |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
r1 |
w |
|
w |
|
|
(3.66) |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
r ,1 |
|
|
|
|
r1 |
|
|
|
|
|
|
|
Ry |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
A |
2 13см 1,4см 2 0,65 1,6см |
20600кН / см2 |
|
1,6см 133,9 см2 . |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
24кН / см2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
r ,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Момент инерции, радиус инерции и гибкость такого стержня будут |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
соответственно равны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
I |
|
|
tr1 2 br1 |
tw 3 |
|
|
1,4см 2 13см 1,6см 3 |
|
|
2452,87см4 ; |
(3.67) |
||||||||||||||||||||||
r ,x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.68) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ir ,x1 |
|
|
|
2452,87 см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,28см; |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
133,9см2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
r ,x1 |
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r ,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
hef |
|
|
104см |
24,3 120 |
|
. |
|
|
|
(3.69) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
r ,x1 |
|
|
ir ,x1 |
|
|
4,28см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условная гибкость сжатого стержня:
|
|
|
|
Ry |
|
|
24кН / см2 |
|
|
|
r ,1 |
|
|
24,3 |
|
|
0,83. |
(3.70) |
|||
|
|
2 |
||||||||
|
|
r ,x1 |
|
E |
|
|
20600кН / см |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент устойчивости φ при центральном сжатии определяется по т.
К.1 Приложения [1] в зависимости от условной гибкости r ,1 и типа кривой устойчивости (сечения « b ») т. 1.4.1 [1]. Для найденной гибкости r ,1 0,83
коэффициент устойчивости φ1 = 0,964. Проверяем опорные ребра на общую устойчивость при центральном сжатии.
46
Расчет на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии выполняется по формуле:
|
|
|
|
N |
1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
A Ry c |
|
(3.71) |
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
970,32кН |
|
|
0,31 |
1, |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0,964 133,9см2 |
24 кН / см2 1 |
|||||
|
|
|
|
|||||
где, A A |
площадь сечения сжатого стержня, см2. |
|||||||
r ,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
б |
Рис. 3.7 схема опорного участка балки
а– с опорным ребром в торце балки при использовании фрезеровки;
б– с опорным ребром, смещенным от торца с использованием
плотной пригонки или приваривания
47
3.6.2 Узел опирания на колонну среднего ряда
На колонне среднего ряда устанавливаются две главные балки, что приводит к необходимости более компактного решения их узлов опирания (см.
рис. 3.8). В этом случае единое опорное ребро приваривается к торцу балки,
нижнюю часть которого строгают.
Ширина ребра назначается из условия:
br 2 bf , |
br 2 |
280 мм. |
(3.72) |
|
|
|
Принимаем ширину опорного ребра br2 = 280 мм.
Выступающая часть опорного ребра:
br br 2 tw / 2 280 мм 16 мм / 2 132 мм. |
(3.73) |
Толщина опорного ребра tr2 должна быть не меньше, чем 3 br Ry E , где br – ширина выступающей части:
t |
|
3 b |
|
|
Ry |
|
3 |
13,2 см |
|
24 кН / см2 |
|
1,35 см. |
(3.74) |
|
|
|
20600 кН / см2 |
|
|||||||||
|
r 2 |
r |
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
Окончательно толщину ребра увязываем с сортаментом листовой стали
(см. Приложение М.У. т. 5).
Принимаем толщину опорного ребра tr2 = 14 мм.
Опорное ребро проверяют:
1. на смятие торца
|
N |
|
1; |
(3.75) |
|
|
|
|
|||
|
br ,2 tr ,2 |
|
|||
|
RP |
|
|
||
|
970,32 кН |
|
0,68 1. |
||
|
|
||||
28см 1,4см 36,1кН / |
см2 |
||||
48 |
|
|
|
2. на потерю общей устойчивости
В средней части по длине опорного ребра, возможна его потеря
устойчивости.
Устойчивость опорного ребра проверяется с учетом участия в работе примыкающей части стенки балки (рис. 3.8). В этом случае площадь, момент инерции, радиус инерции поперечного сечения и гибкость условного стержня
будут равны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ar ,2 |
br 2 tr 2 |
0,65 tw |
|
E |
|
tw ; |
(3.76) |
|
Ry |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
28см 1,4см 0,65 1,6см |
20600кН / см2 |
1,6см 87,95см2 |
; |
||||||
|
|
|||||||||
r ,2 |
|
|
|
|
|
|
24кН / см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
I |
|
|
tr 2 br 23 |
|
1,4см 28см 3 |
2561,1см4 ; |
(3.77) |
||
|
r ,x 2 |
|
|
|
||||||
|
|
12 |
|
|
12 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.8 Узел опирания главных балок на колонны среднего ряда
Опорное ребро рис. 3.8 приварено к торцу главной балки и должно выступать вниз не более чем на 1,5∙tr (аs=1,5∙tr = 2,1 см).
49
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
(3.78) |
|
|
|
|
Ir ,x 2 |
|
|
|
2561,1см |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
i |
|
|
|
|
|
5,4см; |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
87,95см2 |
|
||||||||||||
r ,x 2 |
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
r ,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
hef |
|
|
104см |
19,26 120 |
|
. |
(3.79) |
||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
r ,x 2 |
|
ir ,x 2 |
|
5,4см |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условная гибкость сжатого стержня:
|
|
|
Ry |
|
|
24кН / см2 |
|
|
|
r ,2 |
|
19,26 |
|
0,66. |
(3.80) |
||||
E |
20600кН / см2 |
||||||||
|
r ,x2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент устойчивости φ при центральном сжатии определяется по т.
К.1 Приложения [1] в зависимости от условной гибкости r ,2 и типа кривой устойчивости (сечения « с ») т. 1.4.1 [1]. Для найденной гибкости r ,2 0,66
коэффициент устойчивости φ2=0,9437.
|
|
N |
1; |
|
|
||
|
|
|
|
(3.81) |
|||
2 Ar Ry c |
|
||||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
970,32кН |
|
|
0,49 |
1. |
|||
|
|
|
|
|
|||
0,9437 87,95см2 |
24 кН / см2 1 |
||||||
|
|
Ry Rp (1.5.5.13) Нижние торцы опорных ребер должны быть фрезерованы или плотно пригнаны или приварены к нижнему поясу балки.
Напряжение в расчетном сечении опорного ребра при действии опорной реакции не должно превышать расчетного сопротивления стали в случаях применения опорного ребра:
-в торце с использованием фрезерования (рис. 1.5.4 а) – смятию Rp при
а≤ 1,5∙t и сжатию Ry при а > 1,5∙t;
-со смещением от торца с использованием плотной пригонки или приваривания (рис. 1.5.4 б) – смятию Rp.
50
3.7 Расчет поясных сварных швов
Поясные угловые швы выполняются полуавтоматической сваркой, и
рассчитываются на сдвигающее усилие на погонный сантиметр в месте соединения полки со стенкой.
Сдвигающее усилие определяется по формуле:
|
|
|
Qmax S f |
|
|
970,32кН 4536см3 |
|
||||||||
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,5кН / см, |
(3.82) |
|
|
|
|
I |
x |
586356,7 см4 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где, Qmax максимальная расчетная поперечная сила главной балки, кН; |
|
||||||||||||||
S f |
статический |
|
|
момент полки главной балки относительно |
|||||||||||
|
|
нейтральной оси, см3; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
I |
x |
момент инерции сечения главной балки, см4. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Каждый поясной шов рассчитывается на условный срез по двум |
|||||||||||||||
сечениям: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. по металлу шва (сечение 1, рис. 3.9): |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
1; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.83) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
f k f n Rwf c |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
7,5кН / см |
|
|
|
0,46 1. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0,9 0,5см 2 18кН / см2 |
1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2. по металлу границы сплавления (сечение 2, рис. 3.9):
|
|
T |
1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
z k f |
n Rwz c |
|
|
(3.84) |
||
|
|
|
|
||||
|
7,5кН / см |
|
|
|
0,43 1, |
||
|
|
|
|
|
|
||
1,05 0,5см 2 16,65кН / см2 |
1 |
||||||
|
|||||||
|
|
51 |
|
|
|
|
|
Рис. 3.9. Сечение условного среза поясных швов |
||||
где, f , z |
коэффициенты, определяемые по т.1.12.2 [1] в зависимости от |
||||
|
вида сварки и положения шва, f 0,9 , z |
1,05; |
|||
k f катет шва, минимальное значение которого определяется по |
|||||
|
т. 1.12.1 [1] (табл. 10 М.У.), k f 5мм ; |
|
|
||
n количество |
швов, для |
односторонних |
и |
двухсторонних, |
|
|
соответственно 1 или 2; |
|
|
|
|
Rwf расчетное сопротивление угловых швов срезу (условного) в |
|||||
|
плоскости |
наплавленного |
металла т. Ж2 |
Приложения [1], |
Rwf 18кН / см2 ;
Rwz расчетное сопротивление угловых швов срезу (условного) в
плоскости металла границы сплавления,
Rwz 0,45 Run 0,45 37кН / см2 16,65кН / см2 ;
Run характеристическое значение временного сопротивления стали разрыву т. Е2, Run 37кН / см2 .
52