- •Розділ і. Проектування металевих конструкцій.
- •1. Компонування конструктивної схеми металевого балкового перекриття.
- •2. Розрахунок і конструювання балки настилу.
- •2.1. Обчислення навантажень на перекриття.
- •2.2. Статичний розрахунок балки настилу.
- •2.3. Підбір перерізу балки настилу з умови міцності та з урахуванням пружно- пластичної роботи сталі
- •2.4. Розрахунок балки настилу за іі-ю групою граничних станів: розрахунок прогинів.
- •3. Розрахунок і конструювання головної балки із прокатного профілю марки гб-2.
- •3.1. Обчислення навантаження на головну балку.
- •3.2. Обчислення розрахункового прольоту.
- •3.3. Статичний розрахунок головної балки марки гб-1.
- •3.4. Підбір перерізу головної балки з умови міцності за нормальними напруженнями.
- •3.5. Перевірка міцності головної балки в зоні одночасного впливу моментів і поперечних сил.
- •3.6. Перевірка головної балки в опорному перерізі, в зоні впливу поперечних сил
- •3.7. Розрахунок головної балки за другою групою граничних станів (розрахунок прогину).
- •3.8. Розрахунок і конструювання вузлів головної балки.
- •3.8.1. Розрахунок і конструювання опорного ребра головної балки.
- •3.8.2. Розрахунок опорного ребра у випадку обпирання на опорний столик.
- •3.8.3. Розрахунок зварних швів прикріплення опорного ребра до стінки балки.
- •3.8.4. Розрахунок і конструювання опорних ребер у випадку обпирання головної балки на монолітну опорну подушку.
- •3.8.5. Розрахунок і конструювання проміжних ребер жорсткості.
- •3.8.6. Розрахунок болтового з’єднання балок
- •4. Розрахунок і конструювання колони і-го поверху.
- •4.1. Обчислення навантаження від власної ваги конструкції покриття.
- •4.2. Обчислення снігового навантаження.
- •4.3. Обчислення навантаження від власної ваги колони.
- •4.4. Обчислення розрахункового зусилля.
- •4.5. Підбір перерізу колони з умови стійкості центрово стиснутого стрижня.
- •4.6. Розрахунок і конструювання опорних вузлів колони.
- •4.6.1. Розрахунок і конструювання опорного столика колони під головну балку.
- •4.6.2. Розрахунок зварних швів прикріплення опорного столика до колони.
- •4.6.3. Розрахунок і конструювання опорного столика колони під балку настилу.
- •4.7. Розрахунок і конструювання бази колони.
- •Використана література (до ч. І-ї):
3.8. Розрахунок і конструювання вузлів головної балки.
3.8.1. Розрахунок і конструювання опорного ребра головної балки.
Принципове конструктивне вирішення опорного ребра балки у вузлі обпирання на опорний столик колони наведено на рис.1.8а, а у вузлі обпирання на монолітну опорну подушку – на рис.1.8б.
Рис. 3.4. Розрахункова схема опорного ребра головної балки у випадку обпирання на опорний столик колони (а) та у випадку обпирання на монолітну залізобетонну подушку цегляної стіни(б)
Уточнюємо навантаження від головної балки із двотавра номер 35Б2 масою mmb=43,3кг/м при кроці головних балок amb=6,0м, що еквівалентно розподіленому поверхневому навантаженню:
що є близьким до попередньо прийнятої величини gmb=0,1кН/м2. Тому величину поперечної сили не уточнюємо.
3.8.2. Розрахунок опорного ребра у випадку обпирання на опорний столик.
Розміри опорного ребра визначимо з умови міцності на зминання його торцевої поверхні. Розрахунковий опір листової сталі класу С245 товщиною 2-10 мм. (табл. 51 Норм [1]) Rp=Ru=360МПа. Ширину опорного ребра br приймаємо рівною ширині пояса балки br= bf=160мм. Тоді необхідна товщина ребра, якщо σloc=Rp :
Із конструктивних міркувань товщину опорного ребра головної балки приймаємо не меншою, ніж товщина стінки, тобто tr ≥ tw ≥10 мм. Остаточно приймаємо tr =10 мм.
3.8.3. Розрахунок зварних швів прикріплення опорного ребра до стінки балки.
Приймаємо зварювання ручне, електродами типу Е42 для сталі класу С245 (табл. 55* Норм [1]). Розрахунковий опір металу кутового зварного шва Rwf =180МПа (табл. 56* Норм [1]). Розрахунковий опір металу межі сплавлення обчислюємо:
Rwz =0,45Run=0,45·370=166,5МПа,
де Run=370МПа – нормативний опір листового прокату із сталі класу С245 при товщині до 10мм (табл. 56* Норм [1]).
Визначаємо вид роботи швів, виходячи з умови:
βf Rwf γwf ≤ βz Rwz γwz
Для ручного зварювання коефіцієнти βf =0,7; βz =1,0 (табл. 34* Норм [1]). Коефіцієнти γwf = γwz =1 для всіх конструкцій крім тих, які споруджуються в районах з кліматом нижче –400С. Таким чином:
0,7·180·1=126<1·166,5·1=166,5МПа
Умова виконується. Менш міцним є матеріал шва, тому розрахунок параметрів швів ведемо, виходячи з умови міцності металу шва. Необхідний катет шва із умови зрізування опорною реакцією VA=Qmax=90,7кН, допускаючи, що розрахункова довжина шва lw,max=85βf , обчислюємо за формулою:
де nw=2 – кількість зварних швів.
Із конструктивних міркувань (табл. 38* Норм [1]) для таврового з’єднання із двосторонніми швами у випадку ручного зварювання листів із сталі класу С245≤С430 завтовшки 10мм мінімальний катет зварного шва приймається рівним kf,min =5мм , що є більше, ніж розрахунковий катет. Остаточно приймаємо для вертикальних швів kf =5мм Довжину зварного шва lw приймаємо рівною висоті стінки головної балки (рис 1.8). Решту швів – kf =5мм , оскільки товщина поясів – 10мм.
3.8.4. Розрахунок і конструювання опорних ребер у випадку обпирання головної балки на монолітну опорну подушку.
Розміри одного із двох опорних ребер визначаємо як і в першому випадку, виходячи з умови міцності на зминання його торцевої поверхні. Ширину ребра приймаємо в межах габариту балки
а саме: br =75мм. З урахуванням конструктивного скосу ребра для пропуску поясного заокруглення радіусом r =30мм опорна ділянка, через яку передається опорний тиск, буде рівною:
75–30=45мм
Необхідна товщина опорного ребра, якщо σloc=Rp, а кількість ребер nr =2 :
Із конструктивних міркувань призначаємо товщину парних опорних ребер Остаточно приймаємо tr =10мм : Необхідний катет швів прикріплення опорних ребер до стінки головної балки як і в першому випадку, в допущенні, що максимальна розрахункова довжина шва становить lw,max=85βf і якщо nw=4, обчислюємо за формулою:
Виходячи із конструктивних вимог (табл. 38 Норм [1]), приймаємо катети вертикальних швів kf =kf,min =5мм Зауважимо, що нижні горизонтальні шви опорних ребер в межах опорної ділянки є конструктивними, оскільки опорна реакція передається через фрезеровані торці ребер.