Конструирование и расчёт опорной части балки



 

При шарнирном соединении опорная реакция передаётся с балки на колонну через опорные рёбра, которые ставятся или в торце балки или смещаются от торца в зависимости от принятого конструктивного решения, рис.7.28 [2], рис.3.19 [3], рис.3.25 [5], рис.3.28 [5].

Опорные рёбра надёжно прикрепляют к стенке сварными угловыми швами, а торцы строгают (рис.2.10,а) или плотно пригоняют к нижнему поясу балки (рис.2.10,б), причём при таком конструктивном решении ось опорного ребра следует совмещать с осью полки колонны.

Рис.2.10. Опорные части балки

 

Размеры опорных рёбер находятся из расчёта на смятие их торцевой поверхности опорной реакцией балки V

    (2.51)

где Rp– расчётное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при наличии пригонки); .

Затем задаются одним из размеров сечения опорных рёбер, а второй определяют исходя из требуемой площади смятия. Фактическая площадь смятия будет равна

- для варианта по рис.2.10,а;

- для варианта по рис.2.10,б,

где Δ=15-20 мм – вырезы в рёбрах.

Из условия местной устойчивости ширина выступающей части ребра (от стенки до его края) не должна превышать

(2.52)

Выступающая вниз часть опорного ребра (рис.2.10,а) не должна превышать  и обычно принимается 15-20 мм.

Вследствие недостаточных размеров рёбер опорный участок балки может потерять устойчивость из плоскости балки, поэтому его рассчитывают на продольный изгиб как стойку с расчётной длиной, равной высоте стенки. В площадь сечения условного стержня

включаются опорные рёбра и примыкающие участки стенки шириной , рис.2.10.

Устойчивость опорного участка балки относительно оси «z»

Проверяют по формуле

      (12.53)

где φ – коэффициент продольного изгиба стойки с гибкостью , определяемый по табл.72 [1] или по приложению 7[2];

- площадь сечения условного стержня (опорной стойки);

- радиус инерции условного стержня относительно оси «z»;

Для сечения 1-1 (рис.2.10,а):

для сечения 2-2 (рис.2.10,б):

Опорные рёбра приваривают к стенке балки полуавтоматической сваркой двусторонними или четырёхсторонними швами, рис.2.10. Катет углового шва определяется из условия, что расчётная длина флангового шва должна быть не более (пункт 12.8 [1]). Тогда    (2.54)

где n – количество вертикальных швов.

Катет  согласовывают с минимально допустимым значением (табл.38*[1], табл.5.4 [2], табл.2.9 [3]).

Длина рабочей части шва не должна превышать высоту стенки балки

(2.55)

Пример проектирования опорной части балки смотри на стр.168-169 [2].

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТОЙ КОЛОННЫ

 

Проектирование стержня центрально-сжатой колонны

 

Расчётное усилие Nв колонне принимается равным сумме двух опорных реакций главных балок Vс коэффициентом 1.01, учитывающим собственный вес колонны (1% от нагрузки на неё).

Расчётная схема колонны определяется способом закрепления её в фундаменте, а также способом прикрепления главных балок.

Сопряжение колонны с фундаментом может быть жёстким или шарнирным. При массивном фундаменте и надёжном креплении стержня колонны анкерными болтами через выносные консоли (рис.3.1,а), устраняющем возможность поворота нижнего сечения, сопряжение считают жёстким. При шарнирном сопряжении колонны с фундаментом анкерные болты ставятся лишь для фиксации проектного положения колонны, закрепления её в процессе монтажа, и прикрепляются непосредственно к опорной плите базы (рис.3.1,б,в).

 

Рис.3.1.Базы центрально-сжатых колонн: а, б – с траверсой; в – с фрезерованным торцом (1 – анкерный болт; 2 – опорная плита базы; 3 – траверса; 4 – фундамент; 5 – анкерная плитка)

 

Сопряжение балок с колонной свободное (шарнирное). Для обеспечения неизменяемости пространственной системы при шарнирном закреплении колонн в фундаменте следует предусмотреть систему вертикальных связей по колоннам.

Расчётная длина колонны

(3.1)

где l– геометрическая длина колонны от фундамента до низа главной балки (определяется с учётом отметки верха настила H и заглубления подошвы колонны ниже нулевой отметки на 0.6-0.8 м).

Порядок расчёта стержней центрально-сжатых сплошных и сквозных колонн приведён в [4].

 

3.2. Конструирование и расчёт оголовка колонны

 

Оголовок предназначен для восприятия сосредоточенного давления вышележащих конструкций. В задании на проектирование предусмотрено свободное (шарнирное) сопряжение балок с колоннами сверху или сбоку. На рис.3.2. показан вариант опирания балок сверху на колонну сплошного сечения.

Рис.3.2. Оголовок сплошной колонны при опирании балок сверху (1 – опорная плита; 2 – опорное ребро оголовка; 3 – горизонтальное ребро)

 

Толщину опорной плиты принимают конструктивно в пределах 20-25 мм.

При фрезерованном торце колонны давление от балок передаётся через опорную плиту непосредственно на рёбра оголовка. В этом случае катет горизонтальных швов, соединяющих плиту с рёбрами и с колонной, назначается конструктивно.

Ширину рёбер оголовка принимают конструктивно, чтобы она была на 20-40 мм больше длины участка смятия под опорными рёбрамибалок .

Толщину рёбер находят из условия прочности на смятие

          (3.2)

 

Высоту рёбер определяют требуемой длиной вертикальных швов, передающих нагрузку на стержень колонны. Сварку принимают полуавтоматическую.

см,  (3.3)

где  но не более .

Рекомендуется округлить до значения, кратного 20 мм. Проверяют прочность рёбра на срез

   (3.4)

При необходимости увеличивают или .

Проверяют прочность стенки колонны на срез в месте прикрепления к ней рёбер оголовка

   (3.5)

где - количество поверхностей среза (в рассматриваемом случае =2).

Если условие (3.5) не выполняется, то в верхней части колонны увеличивают толщину стенки устройством вставки толщиной

  (3.6)

Место стыка располагают ниже рёбер оголовка и, во избежание резкого изменения сечения, в более толстом листе устраивают скос с уклоном не более 1:5.

Для увеличения жёсткости вертикальных рёбер оголовка и жёсткости стенки при больших нагрузках делают обрамление из горизонтальных рёбер (рис.3.2).

Конструктивные решения оголовков сплошных и сквозных колонн при сопряжении балок сверху или сбоку приведены на рис.8.22[2], рис.8.23[2], рис.3.25[5], рис.3.28[5], рис.4.1[5].

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 2744; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!