Стык поясов

Каждый пояс балки перекрываем 3-мя накладками ( и ) общей площадью сечения:

.

Усилие в поясе:

;

,

Количество болтов для прикрепления накладок:

.

Принимаем количество болтов .

Стык стенки

Стенку перекрываем 2-мя вертикальными накладками сечением длиной .

Момент, действующий на стенку:

.

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

.

Коэффициент стыка при двух вертикальных рядах болтов :

,

По т. 2.12 [1] принимаем количество рядов болтов по вертикали с .

Окончательно принимаем 10 рядов болтов по высоте балки с шагом 120 мм, 9·120=1080 мм.

Проверяем стык стенки по формуле:

,

где .

Проверяем ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты .

Пояс ослаблен 2-мя болтами на краю стыка:

.

Ослабление пояса можно не учитывать.

Проверяем ослабление накладок в середине стыка двумя отверстиями:

Ослабление накладок можно не учитывать.

Рис. 14 Укрупнительный стык главной балки

3. Расчёт и конструирование колонны

3.1 Определение расчётной длины колонны

Рис. 26 Расчётная схема колонны

Расчётная нагрузка на колонну:

,

где – расчётная нагрузка на главную балку с учётом собственного веса.

Т.к. , то будем рассчитывать сквозную колонну, состоящую из двух двутавров.

Расчётная длина колонны:

,

где – отметка верха настила;

– высота главной балки;

– высота балки настила;

– толщина настила;

– глубина заложения.

Расчётная длина колонны:

,

где  коэффициент, зависящий от вида закрепления колонны (т. 3.19 [1]).

3.2 Расчёт сквозной колонны

3.2.1 Подбор и проверка сечения стержня колонны

Задаемся гибкостью =50, тогда =0,84 - коэффициент продольного изгиба при Ry=270МПа по табл. 3.10 [1]

Задаёмся гибкостью сечения колонны , тогда - коэффициент продольного изгиба при по табл. 3.10 [1].

Предварительно определяем площадь одной ветви сквозной колонны:

,

где – расчётное сопротивление стали С235 для фасонного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине от 2 до 20 мм (т. 2.3 [1]).

– коэффициент условий работы (т. 2.1 [1]).

По т. 7.5 [1] принимаем двутавр №40Б1 по ГОСТ 26020-83 со следующими геометрическими характеристиками:

; ; ; ; ; ;

; ; ; ; ; ; .

Рис. 27 Сечение двутавра №40Б1

Определяем уточнённую гибкость относительно оси X:

.

Уточняем коэффициент продольного изгиба центрально-сжатого стержня:

при (т. 3.10 [1]).

Выполняем проверку устойчивости стержня колонны относительно оси X:

.

Недонапряжение:

.

Расчёт относительно свободной оси.

Рис. 28 Сечение и фрагмент колонны на планках

Условие равноустойчивости сквозного стержня:

.

Принимаем гибкость соединительной планки , тогда

.

Определяем расстояние между осями ветвей:

,

где – коэффициент для составного сечения из 2-х двутавров.

Принимаем .

Просвет между ветвями:

.

Принимаем следующие размеры соединительной планки:

Принимаем ;

;

Принимаем

Принимаем .

Найдем требуемое расстояние между соединительными планками:

.

Принимаем .

Расстояние между центрами соединительных планок:

.

Для проверки прочности соединительных планок и прикрепляющих швов определяем перерезывающую силу и момент, действующий на одну соединительную планку.

Предварительно зададимся коэффициентом продольного изгиба центрально-сжатого стержня:

при (т. 3.10 [1])

;

;

.

Планки прикрепляются к ветвям колонны угловыми швами, прочность которых при будет меньше прочности планки, поэтому достаточно проверить прочность сварных швов (в расчёт учитываем только вертикальные швы).

Определим площадь сечения и момент сопротивления сварного шва:

;

,

где – коэффициент глубины проплавления шва, для ручной электродуговой сварки электродом Э50 (т. 4.2 [1]);

Напряжение в шве:

;

.

Равнодействующее напряжение в шве:

,

где – расчётное сопротивление металла шва (т. 4.4 [1]).

Определяем момент инерции относительно свободной оси:

.

Вычисляем радиус инерции и гибкость стержня:

;

.

Рассчитываем приведённую гибкость:

.

при (т. 3.10 [1])

Проверка прочности

Выполняем проверку предельной гибкости:

;

.

Проверим устойчивость ветви колонны

где по табл. 3.10 [1] в зависимости от при .

Тогда