5.2 Расчет соединительных планок

Соединительные планки центрально-сжатых колонн рассчитывают на условную поперечную силу ,принимаемую постоянной по всей длинне стержня. Условная поперечная сила определяется по формуле :

где N - продольное усилие в составном стержне;

φ - коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.

При допускаемом незначительном округлении значений условий силы можно принять, что =0,2А при =215 МПа и

=0,3А при =275МПа.

Тогда =0,225А=для стали С235 с=230 МПа

Условная поперечная сила, приходящая на планку одной грани

Q^S =/2=22,3/2=11,15кН

Определяем усилия в планке

Проверяем прочность сварного шва, прикрепляющего планку к ветви клонны:

По металлу шва

По металлу границы сплавления , где

, ,;

Сварку выполняем полуавтоматической с

расчетное сопротивление металла сварного шва -215МПа

для сварочной проволоки Св08Г2С по ГОСТ 2246-70*;

Расчетное сопротивление МПа

Расчетная длинна =26см;

катет сварного шва- =0,9см

Тогда прочность сварного шва, прикрепляющего планку к ветви колонны равна:

а) по металлу шва

==

б) по металлу границ сплавления

=

Где =

5.3 Расчет и конструирование базы колонны

Базу колонны рекомендуется принимать двух типов; с ребром жесткости по плите базы и без него. К первому типу базы относится база без ребра жесткости. Ко второму типу относится база с ребрами жесткости плиты:

Второй тип базы колонны принимаем в случае, когда при расчете толщины плиты базы она получается больше 40 мм.

Следовательно, первоначально базу принимаем первого типа.

Определяем требуемую площадь плиты базы колонны по формуле:

где - расчетное сопротивление бетона фундамента под колонну класса В7,5=4,59МПа.

Определяем ширину плиты базы колонны:

=

=

Где с =60÷90мм-ширина консольной части плиты, принимаем с =80мм

8÷10мм- толщина траверсы, принимаем 7мм

h =34,6 cм- высота сечения двутавра ветви колонны.

Окончательно принимаем

ширину плиты равной В=52см

ширина консольной части плиты, принимаем с =8 см

Определяем длину по формуле:

=принимаемL=54см

Определяем напряжение в фундаменте:

=

Для определения толщины плиты базы колонны определяем изгибающие моменты в плите на каждом из его участков.

Участок 1 опертый на четыре канта:

=0,111·35,38·²·4,53·10^-1 =62,9кН·см

Где α- коэффициент, определяемый в зависимости от отношения , следовательно, при==> α = 0,111

Где - большая сторона участка 1,=h = 34,6cм

а- меньшая сторона участка 1, a = b - = 36 - 0,62 = 35,38см

= 0,62cм -толщина стенки двутавра ветви колонны;

b= 36 см - разнос ветвей колонны.

Участок 2, опертый на три канта:

=0,133·4,53·10^-1·8,69² =4,55кН·см

Где β- коэффициент, определяемый в зависимости от отношения ,

Следовательно, при ==>β=0,133

Где - закрепленная сторона отсека участка 2,=h = 34,6cм

свободная сторона отсека участка 2, =

Участок 3, консольный:

=

По максимальному моменту (на участке 1) =62,9 кН см определяем требуемую толщину плиты базы колонны:

=

Где =220МПа – для листовой прокатной стали С235 по ГОСТ 27772-88

толщиной 20< t ≤ 40мм;

1,2 – коэффициент условий работы (согласно ДБН В.2.6-163:2010)

Толщину плиты принимаем равной =38мм

Следовательно, окончательно принимаем тип базы I

Определяем высоту траверсы базы колонны из условия работы на срез сварных швов (четыре сварных шва), прикрепляющих траверсу к ветвям колонны.

Сварку принимаем ручной, выполненную электродами Э-42 по ГОСТ 9467-75 со следующими расчетными характеристиками: - коэффициенты принимаемые по ДБН В.2.6-163:2010

180МПа для электродов типа Э-42

МПа

Катет сварного шва, прикрепляющего траверсу к ветви принимаем согласно рекомендациям (согласно ДБН В.2.6-163:2010) -=8мм.

Тогда требуемая высота траверсы составит при расчете:

а) по металлу шва

б) по металлу границы сплавления

Принимаем высоту траверсы равной h_{тр =} 32 см ≤ [ 85·β_f · k_f]=47.6см

Усилия возникающие в траверсе:

11,8 · 2,5=29,5 кН

Где

Проверяем прочность траверсы:

= ≤R_y γ_с =

Прочность траверсы обеспечена.

Определяем катет сварного шва, прикрепляющего траверсу к плите базы колонны.Сварку принимаем ручной, выполненную электродами Э-42 по ГОСТ 9467-75 со следующими расчетными характеристиками: - коэффициенты принимаемые по ДБН В.2.6-163:2010180МПа для электродов типа Э-42

МПа

Катет сварного шва, прикрепляющего траверсу к ветви принимаем согласно рекомендациям ДБН В.2.6-163:2010

Тогда: а) по металлу шва

б) по металлу границы сплавления

Принимаем катет сварного шва крепления траверсы к плите в соответствии с расчетом и рекомендациями ДБН В.2.6-163:2010 равным - =8мм