Материал: Расчет и конструирование основных несущих конструкций стальной балочной площадки

.4 Проверки подобранного сечения главной балки

.4.1 Проверки по I группе предельных состояний

Проверка прочности по нормальным напряжениям Условие прочности

прочность балки по нормальным напряжениям обеспечена.

Недонапряжения составляют

условие экономии материала выполняется.

Проверка прочности по касательным напряжениям Условие прочности:

Где

прочность балки по касательным напряжениям обеспечена.

Проверка прочности по местным напряжениям Не выполняется, так сопряжение балок принято в одном уровне, то есть нет верхнего опирания балок настила на главную балку.

Проверка прочности по приведенным напряжениям Условие прочности (при отсутствии местных напряжений):

где коэффициент 1.15 учитывает возможность развития пластических деформаций

прочность балки по приведенным напряжениям обеспечена.

Проверка общей устойчивости балки

Общая устойчивость балки обеспечена, если соблюдается условие

Где lef расчетная длина, на которой балка может потерять устойчивость

Lef = а, где а = 1,5 м шаг балок настила

bf = 0.3 м ширина верхнего сжатого пояса

общая устойчивость главной балки обеспечена.

Проверка местной устойчивости элементов главной балки

Проверка местной устойчивости полки

Местная устойчивость полки обеспечена, если выполняется условие:

где - свес полки

 - предельное отношение свеса полки к ее толщине, согласно СНиПравное

Тогда

местная устойчивость полки обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки

Критерии местной устойчивости стенки:

 - гибкость стенки

- условная гибкость стенки

Постановка поперечных рёбер жёсткости не требуется

5. Расчет колонны сплошного сечения

Расчётная схема колонны

.1 Составление расчётной схемы

H = 8,2 м отметка пола 1-го этажа (высота этажа)

hг.б. = 1.5м

hз - глубина заделки колонны, рекомендуемая глубина заделки, принимаем 0,8м

l - геометрическая длина колонны

5.2 Определение расчетных длин

Принимаем расчетные длины относительно осей х и y равными:

Где μ коэффициент приведения длины, для данных условий закрепления

Колонны μ = 0.7

.3 Определение нагрузки, действующей на колонну

Где L = 13.5м пролет главной балки

l = 4м пролет второстепенной балки

α = 1.04 - коэффициент, учитывающий собственный вес колонны.

N = (gn * γf1 + pn * γf2) * L * l * α * γn + Po

.4 Предварительный подбор и компоновка сечения

Предварительный подбор сечения выполняем из условия устойчивости:

где γc = 1

φ - коэффициент продольного изгиба, предварительно принимаем φ = 0.652

В оптимальном сечении:

 - гибкость колонны относительно оси х-х

 - гибкость колонны относительно оси y-y

где αy, αx коэффициенты пропорциональности между радиусами инерции и соответствующими геометрическими размерами.

Сечение колонны

Для сварного двутавра эти коэффициенты можно принять:

Получим:

Для равноустойчивой колонны и принятого φ = 0.652, λx= λy= 90

Из конструктивных соображений принимаем h = b = 25 см

Определяем толщины полки и стенки:

Принимаем tf = 1,8см

Принимаем tw = 1,1 см

Проверяем соответствие принятых размеров сечения конструктивным требованиям:

tw = 101мм> 60мм

Определяем фактические геометрические характеристики:

.5 Проверки подобранного сечения

Проверка устойчивости относительно оси наибольшей гибкости

Так как lx = ly и iy<ix, то y - y ось наибольшей гибкости (λx< λy) проверку устойчивости производим относительно оси y - y.

Условие устойчивости:

следовательно

Методом интерполяции находим

устойчивость колонны относительно оси y - y обеспечена.

Недонапряжения составляют

условие экономии материала выполняется.

Проверка местной устойчивости полки

Устойчивость полки обеспечена, если выполняется соотношение:

где  - свес полки

предельное отношение свеса полки к ее толщине, принимается по СНиП:

Тогда

местная устойчивость полки обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки Местная устойчивость стенки обеспечена, если выполняется условие:

где - гибкость стенки

 - Предельная гибкость стенки

λˉ uw - предельная условная гибкость стенки, по табл. 27 СНиП при

местная устойчивость стенки обеспечена.

6. Расчёт узлов

.1 Опорный узел главной балки

Опорный узел главной балки

Расчет опорного листа на смятие

Принимаем bоп.л = bʹf = 190 мм

Условие прочности опорного листа на смятие:

Отсюда

Где

N = Qmax = 808,01 кH

Rbp= 351 МПа - расчетное сопротивление смятию торцевых поверхностей, определено по таблице Г.6.СП 16,13330-2011приRun = 360 Мпа

Принимаем tоп.л = 13 мм

Расчет сварных швов, соединяющих стенку балки с опорным ребром Назначаем полуавтоматическую сварку сварочной проволокой Св-08А, тогда

Rwf = 180Мпа

СП 16.13330-2011 определяем коэффициенты глубины проплавления (полуавтоматическая сварка при d = 1.4-2 мм в вертикальном положении при катете шва kf = 3-8 мм): Bf = 0.9, Bz = 1.05

Определяем менее прочное сечение сварного шва

 - по металлу шва

 Мпа - по металлу границы сплавления.

Менее прочное сечение - по металлу шва, следовательно, в дальнейшем ведем расчет по металлу шва.

Принимаем

, тогда

Принимаем kf = 7мм

Расчет опорного столика колонны

Толщину опорного столика колонны назначаем конструктивно:

Высоту опорного столика определяем их условия прочности сварных швов, крепящих столик к колонне. Передача усилия идет через три шва - два вертикальных и один горизонтальный. Назначим полуавтоматическую сварку сварочной проволокой Св-08А, тогда Rwf = 180Мпа

СП 16.13330-2011 определяем коэффициенты глубины проплавления (полуавтоматическая сварка при d = 1.4-2 мм в вертикальном положении при катете шва kf = 9-12 мм):

Bf = 0.8 Bz = 1.05

Определяем менее прочное сечение сварного шва:

 - по металлу шва,

 - по металлу границы сплавления.

Менее прочное сечение - по металлу шва, следовательно, в дальнейшем ведем расчет по металлу шва. С учетом возможности неравномерного распределения напряжений в швах записываем условие прочности сварного шва по металлу шва:

Назначаем kf = 12мм тогда

Ширину опорного столика назначаем b = 22см тогда

.2 Монтажный узел

Монтажный узел

Монтажный узел главной балки выполняем на высокопрочных болтах, одинаковых для полок и стенки. Принимаем: db = 24мм - диаметр ВП болтов

Марка стали ВП болтов: 40Х "селект"

Способ обработки поверхности - дробеметный 2-х поверхностей. Определяем несущую способность соединения, стянутого одним ВП болтом:

μ = 0,58 - коэффициент трения

γn = 1.12 (при контроле усилия по М),

Abn = 3.52 см²

γb =1.0, (при количестве болтов более 10),

k = 2 -количество плоскостей трения.