Расчет узла примыкания балок настила к сварной балке в одном уровне

 

При   определении   высоты   главной   балки (см. п.2.2.1) возможно,  что  рациональным окажется сопряжение балок в одном уровне (рис.10) В связи с этим   потребуется   рассчитать   и   запроектировать   соответствующий   узел  сопряжения.

Рассчитаем  и  законструируем  такой узел применительно к заданным в примере нагрузкам и подобранным сечениям балки настила (см. п.1, вариант 1, расчет  балки  настила,  рис.3)  и  главной  балки.  Схема  узла  сопряжения, включающего  болтовое   и   сварное   соединения,   приведена   на   рис.22.  Принимаем  болты нормальной точности диаметром 20 мм класса прочности 5,8. Диаметр отверстий 23 мм. По таблице 11 и 13 прил.2: расчётное сопротивление болтов срезу R_bs = 21 кН/см²; расчётное сопротивление смятию элементов, соединяемых болтами класса точности В R_bр= 47,5 кН/см².

Площадь сечения болта А = pd²/4=3,14×2²/4=3,14 см².

Несущая способность болта, имеющего один срез:

N_bs=R_bs×g_b×A=21×0,9×3,14=59,3 кН,

где g_b - коэффициент условий работы соединения, принимаемый по табл.12 прил.2.

 

Рисунок 22- К расчету узла сопряжения балок

Несущая способность по смятию более тонкого элемента (ребра):

N_вр=R_вр×g_b×d×St=47,5×0,9×2,0×0,8=68,4 кН,

где d - наружный диаметр стержня болта; St - толщина элементов, сминаемых в одном направлении.

Так как N_bs< N_вр, то необходимое количество болтов подбираем по срезу по усилию F=Pl/2=25,3×6/2=75,9 кН, где F - опорная реакция балки настила.

Требуемое количество болтов:

n

Принимаем 2 болта(рис.22).

Проверяем прочность накладки на срез по площади сечения нетто (A_н):

t = F/A_н = 75,9/(1,0(26-2,3×2)) = 3,6 кН/см² < R_s=13,9 кН/см².

Проверяем прочность сварных швов на совместное действие момента (F×е) и сдвигающей силы F (рис.22). Приближённо считаем, что усилие распределяется между обоими швами поровну. Вычислим эксцентриситет е = 204+10+50-50= 214 мм =21,4 см.

Принимаем катет шва равным меньшей из толщин соединяемых элементов, k_f = 8мм. Сварка выполняется вручную электродами Э42. По табл.3 прил.2, табл.4,39[2] находим, что R_wf=180 МПа = 18 кН/см², b_f=0,7, b_z=1,0, R_wz=0,45R_un=0,45×380=171 МПа = 17,1 кН/см²

b_f ×R_wf=0,7×18=12,6 кН/см² < b_z ×R_wz=1,0×17,1=17,1 кН/см².

Так как b_f ×R_wf<b_z ×R_wz, то проверку выполняем только по металлу шва.

Напряжение в швах (двух) от сдвигающей силы:

 t(F)= ,

где l_w - длина шва, равная ширине накладки.

Напряжения в швах от момента (швы работают на изгиб):

t(M)= ,

где - момент сопротивления шва.

Проверяем прочность шва:

 кН/см²<R_wf=18кН/см²

 

РАСЧЕТ  И  КОНСТРУИРОВАНИЕ  ЦЕНТРАЛЬНО СЖАТЫХ  КОЛОНН

В балочных (рабочих) площадках для поддержания перекрытий широко применяются центрально сжатые колонны.

Колонны передают нагрузку на фундамент и состоят из трех частей:

- оголовка, на который опирается вышележащая конструкция;

- стержня, основного конструктивного элемента, передающего нагрузку от оголовка к базе;

- базы, передающей нагрузку от стержня на фундамент.

Центрально сжатые колонны бывают сплошными и сквозными.

Сплошные колонны

Обычно сечение сплошной колонны проектируют в виде широкополочного двутавра,   прокатного  или  сварного,  наиболее  удобного  в  изготовлении  с  помощью   автоматической  сварки  и  позволяющего  просто  осуществлять  примыкание поддерживаемых конструкций. Сечения сплошных колонн могут быть открытыми (рис.23,а-д) и замкнутыми (рис.23,е-и).

Чтобы колонна была равноустойчивой желательно гибкости относительно главных осей сечения иметь одинаковыми, т.е. l_у = l_х. Равноустойчивыми в двух направлениях являются колонны крестового сечения, составленного из двух уголков или трех листов (рис.23,в,г).

При одинаковых габаритах крестовое сечение колонн обладает меньшей гибкостью, чем двутавровое, т.к. его радиусы инерции i_x = i_y = 0.29b больше, чем у  двутавра  i_y = 0.24b . Весьма  рациональны  колонны  трубчатого  сечения  с  радиусом инерции i=0.35d_ср., где  d_ср.  -  диаметр  окружности  по  оси  листа,  образующего колонну

 

Рисунок23- Сечения сплошных стержней

 

Сквозные колонны

Стержень  сквозной  центрально сжатой  колонны  обычно  состоит  из  двух  ветвей  (швеллеров  или  двутавров),  связанных между  собой  решетками  (рис.24, а-в).

Ось, пересекающая ветви, называется материальной. Ось параллельная ветвям называется свободной.

Расстояние между ветвями устанавливается из условия равноустойчивости стержня.

Швеллеры в сварных колоннах выгоднее ставить полками внутрь (рис.24,а), т.к. в этом случае решетка получается меньшей ширины и лучше используется габарит колонны.

В сквозных колоннах из двух ветвей необходимо обеспечивать зазор между полками ветвей (100-150мм) для возможности окраски внутренних поверхностей.

 

Рисунок 24- Сечения сквозных стержней

Решетки  обеспечивают  совместную  работу  ветвей  стержня  колонны и существенно влияют на устойчивость колонны в целом и ее ветвей. Применяются решетки   разнообразных   систем:   из   раскосов   (рис. 25, а);  из  раскосов  и  распорок (рис.25,б); в виде планок (рис.25,в).

Сквозные колонны в курсовом  проекте  рекомендуется выполнять состоящими из двух ветвей из швеллеров или двутавров, соединённых планками.

 

Рисунок 25- Типы решеток сквозных стержней.

 

---

Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 198; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!