Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

БАЛОЧНАЯ_КЛЕТКА-29.08.14_

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
1.99 Mб
Скачать

Условная 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 1,5tr (аs=1,5tr = 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≤ 1,5t и сжатию Ry при а > 1,5t;

-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