4.5 Расчет соединительных планок

Планки в центрально-сжатых сквозных колоннах рассчитываем на условную поперечную силу, возникающую при продольном изгибе. Эта сила возникает в результате изгиба стержней при потере ими устойчивости. Условную поперечную силу следует распределять поровну между планками, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производится проверка устойчивости (рисунок 4.2). Расчет планок состоит в проверке их сечения и расчете прикрепления их к ветвям.

Условную поперечную силу определим из таблицы 5.2:

кН.

Поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани

кН.

Изгибающий момент и поперечная сила в месте прикрепления планки

кНсм;

кН.

Рисунок 4.2 – К расчету планок

Принимаем катет шва примерно равным толщине планки мм.

Определяем, какое из сечений швов по прочности, по металлу шва или по границе сплавления, имеет решающее значение.

При ручной сварке по таблице 4.6 [7]принимаем электроды Э50А, а по типу электродов из таблицы 4.7 [7] устанавливаем значениеМПа. Значения коэффициентовиустанавливаем по таблице 2.3. Вычисляем расчетное сопротивление угловых швов по прочности (по металлу границы сплавления)МПа.

По наименьшему из произведений иливедем проверку прочности.

Прочность шва, прикрепляющего планку к ветви колонны, проверяем по равнодействующему напряжению от момента и поперечной силы по металлу шва

, (4.9)

где и- коэффициенты условий работы сварного соединения, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районахI₁, I₂, II₂ и II₃, для которых при МПа

(4200 кг/см²) и - для всех сталей.

= 18 кН/см².

4.6 Расчет и конструирование базы колонны

База колонны предназначена для равномерного распределения сосредоточенного усилия от стержня колонны на фундамент. В данной курсовой работе выполняется расчет базы, обеспечивающей шарнирное сопряжение колонны с фундаментом (рисунок 4.3). При небольших расчетных усилиях в колоннах применяются базы с траверсами [1]. Проектирование базы с траверсами начинают с определения размеров плиты в плане. В центрально-сжатых колоннах размеры плиты в плане определяют из условия прочности фундамента

, (4.10)

где N – расчетное усилие в колонне на уровне базы;

 - коэффициент, принимаемый при равномерном распределении напряжений под плитой, равным 1,0;

A_pl – площадь опорной плиты;

Рисунок 4.3 – К расчету базы колонны

- расчетное сопротивление бетона смятию.

Обычно площадь верхнего обреза фундамента А_f незначительно превышает площадь опорной плиты А_pl, а бетон применяют ниже класса В25. При этих условиях можно принимать [3]:

; ;.

Расчетное сопротивление бетона сжатию соответствует его классу прочности (таблица 5.3) [7]; кН/см².

см².

Ширину опорной плиты назначаем с учетом конструктивных особенностей см; [h – высота сечения ветви колонны (швеллера или двутавра); t_tr – толщина траверсы 10 мм), принимаемая конструктивно; с – вылет консольной части опорной плиты (100 мм)]. Длина опорной плиты . Толщина опорной плиты определяется ее работой на изгиб как пластинки, опертой на торец колонны, траверсы и ребра. Расчетной нагрузкой на плиту является давление, равное напряжению в фундаменте по контакту с плитойсм. Принимаемсм.

Опорное давление фундамента кН/см².

Площадь верхнего обреза фундамента см².

Определим изгибающие моменты в отдельных участках плиты:

участок 1 при опирании на 4 канта

, (4.12)

где - коэффициент, зависящий от отношения более длинной сторонык более короткой;принимаем(по таблице 5.4 [7]).

кНсм.

Участок 2 – консольный; отношение >2

. (4.13)

кНсм.

см.

Принимаем толщину плиты 3 мм.

Усилие стержня колонны передается на траверсу через сварные швы, длина которых определяет высоту траверсы. Если ветви траверсы прикрепляются к стержню колонны четырьмя швами (каждая ветвь колонны приваривается к траверсе двумя швами), то получить требуемую высоту траверсы можно по формуле см; принимаемсм.

Подобранное сечение траверсы проверяем на прочность по нормальным напряжениям

(4.15)

где М – изгибающий момент в опорном сечении траверсы; определяется как для двухконсольной балки на двух опорах, загруженной равномерно распределенной нагрузкой на траверсу от реактивного давления грунта.

Погонная нагрузка на траверсу

кН/см,

где см – ширина грузовой площади для базы.

кН/см²<кН/см²–

условие выполняется.