3. Опорная часть

Главная балка на колонну опирается через опорное ребро со строганным нижним торцом, выпущенным ниже нижнего пояса балки на 30 мм ().

Сечение этого ребра назначается из условия прочности на смятие строганного торца. Требуемая площадь, см²:

;

где - расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности материала опорного ребра, кН/см².

Толщина ребра t_h: принята равной толщине стенки t_w,

t_h = t_w = 20 мм

Ширина ребра , принята: 38 см.

Так как высота балки более 1 м, ее опорная часть (как условная стойка, на рис. 5 она заштрихована) проверена на устойчивость из плоскости стенки. В опорную часть кроме торцового ребра включается примыкающий к нему участок стенки шириной .

Рис. 6. Вариант выполнения опорной части главной балки.

Устойчивость проверена формулой:

, где - коэффициент продольного изгиба условной стойки относительно оси, совпадающей с продольной осью балки;- площадь поперечного сечения, см², условной стойки, равная .

Коэффициент продольного изгиба определяется по СНИП П-23.81* и зависит от гибкости условной стойки, где- высота условной стойки, см,;- радиус инерции сечения условной стойки, относительно оси стенки;- момент инерции сечения“стойки”, см⁴, ;

;

Условие выполняется.

Катет двухстороннего сварного шва прикрепления опорного ребра к стенке:

где - расчетное сопротивление наплавленного металла сварного шва электродом Э-46-А;

- коэффициент, учитывающий вид и способ сварки; принят равным 0,7.

Окончательный размер катета шва принят 7 мм.

4. Конструктивное обеспечение устойчивости стенки

В местах опирания вспомогательных балок (они в нашем случае крепятся сбоку) в главной балке ставятся парные поперечные (вертикальные) ребра жесткости (рис. 7). Они обеспечивают как местную прочность стенки, так и ее устойчивость.

Рис. 7. Промежуточные ребра жесткости главной балки

Гибкость стенки:

следовательно, предельное расстояние между ребрами равно .

Ширина ребер, мм: принята большей из двух:

где d – диаметр болтов, мм, крепления вспомогательных балок (d-16мм).

Принято 100 мм.

Толщина ребер жесткости, мм: принимается не менее толщины стенки вспомогательной балки, не менее .

В соответствии с ГОСТ 19903-74*. Толщина ребер жесткости принята:

К стенке балки ребра привариваются двухсторонними угловыми швами с катетом k_f =4 мм.

5. Проверки прочности, жесткости и устойчивости балки и ее элементов

- площадь поперечного сечения средней части, см²

;

- момент инерции поперечного сечения средней части, см⁴

;

- момент сопротивления поперечного сечения средней части, см³

.

Проверка прочности балки в месте действия максимального изгибающего момента:

,

Проверка жесткости балки:

,

- принимается в см, а величины и- определяются по табл. 3 и 2 [1].

Местная устойчивость сжатого пояса сварной балки считается обеспеченной, если соблюдается условие .

Так как отсутствуют сосредоточенные силы, приложенные к верхнему поясу балки и выполняется условие ,следовательно, местная устойчивость обеспечена.

Проверка общей устойчивости:

,

где - свободная длина балки..

3. Расчет колонны сплошного сечения

1. Расчетная схема. Усилия

Колонны рабочей площадки представляется центрально сжатым стержнем, с шарнирно закрепленными концами ().

Расчетные длины колонны:

Приняты одинаковыми, равными высоте колонны

,

где Н – высота колонны, м (рис. 7), ;

- отметка верха настила, м (приведена в задании на проектирование );

- высота балочной клетки, м (в нашем случае она складывается из высоты главной балки, размера выступа ее опорного ребра и толщины настила);

- глубина заделки колонны под пол (она принята несколько больше высоты базы и равняется 500 мм).

Рис. 8. Сплошная колонна

Расчетное усилие в колонне, кН:

,

где N* - расчетное продольное усилие в верхнем сечении промежуточной колонны, кН, на которую опираются две промежуточные главные балки

;

G_k – ориентировочный вес, кН, промежуточной колонны ;

- расчетное сопротивление листовой стали, кН/см², из которой выполняется колонна;

- коэффициент продольного изгиба центрально сжатого стержня (при =60).

- конструктивный коэффициент, учитывающий вес дополнительных деталей колонны). Он принят в пределах 1,3;

- объемный вес стали .