Проектирование главной балки балочной площадки

За расчетную длину сварных швов принимаем максимальную длину фланговых угловых сварных швов.lw=lw,max=85fkfСварные швы выполняем полуавтоматической сваркой в нижнем положении.Коэффициент провара f определяем по минимальному рекомендуемому катету сварного шва (таблица 38 [1]);Кf=5 мм=0,5 см;f определяем из таблицы 39[1] (f =1,1);lw=lw,max=851,10,5=46,75 смВыбираем марку стали Св-08А из таблицы Г1[1].Выбираем расчетное сечение сварного шва, для этого сравниваем произведение:f·Rwf·wf:z·Rwz·wz1,1181 1,1516,65119,8 19,148Расчетным является сечение по металлу границы сплавления. Из условия прочности угловых сварных швов, прикрепляющих торцевую диафрагму к стенке главных балок требуемый катет сварного шва kf.o равняется:18,15≥16,25Условие не выполняется, следует увеличить катет сварного шва.kfkfОкончательно принимаем kf=8 мм.kf≤1,2·tw8≤1,2·12=14,4 т.е. условие выполняется. 2.7 Расчет узла сопряжения балки настила с главной балкойСопряжение балки настила с главной балки принимаем этажное.Рисунок 18 – Узел сопряжения балки настила с главной балкойИз условия прочности стенки балки настила на опоре:аamina=11,5≥5,09Проверяем устойчивость условной опорной стойки с поперечным сечением:b=a+Aусл==200,7=14см2iz=Гибкость опорной стойки:z=Определяем интерполяцией по таблице Д1[1]:=0,468Устойчивость опорной стойки проверим по формуле:1324Устойчивость условной полки обеспечена.2.8Конструирование поперечных реберОпределим минимальные размеры поперечных ребер жесткости из условия обеспечения их местной устойчивости.Рисунок 19 –Конструирование поперечных ребер жесткостиШирина ребра:Принимаем bh=90 мм=9 см.Толщина ребра:Принимаем th=8 мм=0,8 см.III Проектирование центральносжатой колонны3.1 Подбор сечения и проверка устойчивостистержня центрально сжатой колонныЦентрально-сжатую колонну проектируем сквозного сечения, выполненного из двух двутавров[7].Соединение колонн с фундаментом - шарнирное. Примыкание главной балки сбоку.Определим конструктивную длину колонны:l0=H-tн-hб.н+Нф =9,2-0,01-0,33+0,5=9,36 м=936смH – отметка верха настилаtн – толщина настилаСталь для колонны выбираем по 3 группе конструкции.Принимаем сталь С255;Рисунок 20 - Расчетная схема колонныМаксимальное продольное усилие в стержне колонны:Nmax=2Vг.б.=2QmaxNmax=2975,55=1951,1кНРасчетная длина стержня колонны: lef=l0=1936=936см - коэффициент расчетной длиныЗадаемся начальной гибкостью стержня колонны0=70Соответствующее значение 0=0,754 (таблица Д1 [1])Требуемая площадь поперечного сечения колонны:A0=A0=см2Требуемаяплощадь сечения одного двутавра:А=По сортаменту принимаем Двутавр 40Б1:А=61,25 см2Iх=15750 см4Iу=714,9 см4Wх=803,6 см3ix=16,03 смiу=3,42 смtw=7,0 ммb=165 ммh=392 ммt=9,5 ммПроверкуустойчивости центрально сжатой колонны относительно материальной оси выполним по формуле:x=По таблице Д1[1]определяем х=0,76620,824Проверка выполняется.Определим недонапряжение по формуле:=Условие выполняется.Ширину сечения колонны найдем из условия равноустойчивости ().Зазор должен быть не менее 100мм.b0=где iy,0 определим из условия равноустойчивости стержня колонны в 2-х плоскостях;=0,5 (для двутавров);В колоннах с планками рекомендуется принимать гибкость ветви , принимаю .у=iу,0=Ширина сечения колонны:b0=Окончательно принимаем b= 40смРисунок 21 – Сечение колонны с зазоромЗазор равен 400-165=235мм100 мм [7]Условие выполняется.Задаемся размерами планок:, принимаем;, принимаем ;Задаемся шагом соединительных планок: (расстояние между планками) (расстояние между осями планок)Рисунок 22 – К расчету безраскосной решеткиДля расчета соединительной решетки определим условную поперечную силу по формуле:Изгибающий момент планки в планке:Окончательные размеры планок назначаем из условия обеспечения прочности угловых сварных швов присоединяющих планку к ветвям:Сварка автоматическая, соединение нахлесточное, положение нижнее. Марка сварной проволоки Св-08А.По таблице 38[1] находим kf,min=5 ммКатет шва принимаю kf=5 ммСогласно таблице В3:Rwf=180МПа=18кН/см2Run=370МПа=37кН/см2Rwz=0,45Run=0,4537=16,65кН/см2wf,wz – коэффициенты условия работы сварного шва;wf=1;wz=1f; z – коэффициенты провара сварного шва определяем по таблице 39[1]f =1,1z =1,15fRwfwf:zRwzwz1,11811,1516,65119,819,15Расчет будем производить по металлу границы сплавления.lw-расчетная длина сварного шва;lw=-1 см = 30-1=29 см4,03<16,65Прочность обеспечена.3.2 Конструирование и расчет оголовка центрально сжатой колонны.Рисунок 23 – К расчету оголовка колонныОсновным конструктивным элементом, воспринимающим опорные реакции главных балок, является опорный столик.Толщину опорного столика предварительно принимаем равной 40 мм, тогда по таблице 38[1]принимаем .Высота опорного столика определяется необходимой длиной трех рабочих сварных швов, работающих на срез.Выбираем сварочные материалы.Сварка полуавтоматическая. Марка сварочной проволоки Св-08Г2С. , ,По таблице 38[1]. По таблице 39[1], ., Определяем расчетное сечение:17,48 19,35Расчет будем производить по металлу границы сплавления.Условие выполняется. Принимаем .Тогда окончательные размеры опорного столика: 3.3. Расчет и конструирование базы колонны с траверсамиРазмеры плиты в плане назначаются из условия работы на смятие бетона фундамента. Класс бетона фундамента В12,5.Продольное усилие, действующее под плитой базы равно:Собственная масса колонны [7]:G=2qветвl1,2=20,4819,361,2=10,8кН.где qветви – масса 1 п.м. двутавра №40Б1;1,2 – коэффициент, учитывающий массу планок, оголовка и базы.Полная продольная сила в колонне на уровне обреза фундаментаN’=N+G=1951,1+10,8=1961,9кН.Требуемую площадь плиты определяю из условия смятия бетона. Rb– расчетное сопротивление бетона (Rb=0,75 кН/см2),.Согласовав с сортаментом на универсальную сталь, принимаем .Принимаем .Фактическое напряжение под плитой:Толщину плиты определяем из условия работы на изгиб участков плиты с различным контурным опиранием.Конструируем базу колонны с траверсами толщиной 12 мм, приваривая ихк ветвям колонны и к плите угловыми швами. Вычисляем изгибающие моментына разных участках для определения толщины плиты.Рисунок 24 – Схема базы колонны1) Участок I. Оперт на четыре канта:.Коэффициент α взят из таблицы 8.6. /=[1] в зависимости от b/a2) Участок II. Оперт на три канта:3) Участок III. Консоль:Выбираем максимальный момент:.Толщину плиты определяем из условия работы на изгиб. 4 смПринимаем .Высота траверсы определяется необходимой длиной четырех рабочих сварных швов.Выбираем сварочные материалы:Сварка полуавтоматическая. Положение шва при сварке–горизонтальное. Марка сварной проволоки Св-08Г2С.Предварительно принимаем .;, (по таблице 39[1]);, Выбираем расчетное сечение:17,5 19,35Расчет будем производить по металлу границы сплавления:,Окончательно принимаем высоту траверсы .Прочность принятого сечения траверсы проверяется на действие нормальных напряжений. Находим расстояние от края площадки до середины зоны с максимальными напряжениями:,,Проверка выполняется.Проверка прочности траверс на срез выполняется по формуле:5,313,92Проверка выполняется.Горизонтальные сварные швы, прикрепляющие траверсы к плите, проверяем на прочность:;, (по таблице 39[1]), Выбираем расчетное сечение:17,5 19,35Расчет будем производить по металлу границы сплавления: 10,8316,65Прочность горизонтальных сварных швов обеспечена.Список используемых источников1. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*. Введ. 2011-05-20. - М.: ОАО «ЦПП», 2011 - 173 с.2. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. Введ. 2011-05-20. - М.: ОАО «ЦПП», 2011 - 80с.3. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*[Текст]. – Введ. 01.01.2013. – М. : Минрегион России, 2013. – 113 с. : илл.4. Металлические конструкции. Общий курс. Учеб. для вузов /Е.И. Беленя, В.А. Балдин, Г.С. Веденников и др.; Под общ. ред. Е.И. Беленя – 6-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 2015. – 560 с., ил.5. Металлические конструкции: учебник для студ. высш. учеб. заведений / [Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.] ; под ред. Ю.И.Кудишина. – 10-е изд., стер. – М. : Издательский центр «Академия», 2014. – 688 с.6. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учеб. Пособие для строит. вузов /В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – М.: Высш. шк., 2010. – 527 с.7. Путилин, В.М. П 901 РАСЧЕТ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ СКВОЗНЫХ КОЛОНН [Текст]: методические указания к курсовой работе по металлическим конструкциям /В.М. Путилин, Н.В. Капырин. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2012. - 21 с.8.ГОСТ 8239-89. Межгосударственный стандарт. Двутавры стальные горячекатанные: сортамент:дата введения 1990-07-01 / разработан и внесен Министерством черной металлургии СССР, ГОССТРОЕМ СССР, Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций, 2012.9. ГОСТ 19903-2015. Межгосударственный стандарт. Прокат листовой горячекатанный: сортамент:дата введения 2016-09-01 / разработан и внесен Министерством черной металлургии СССР, ГОССТРОЕМ СССР, Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций, 2016.