Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 23
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ЗАПОРОЖСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра промышленного и гражданского строительства
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
«Расчет и проектирование балочной клетки промышленного здания»
по дисциплине
«МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ»
Выполнил ст.гр. ПГС-110
Е.В. Карпенко
Проверил ст.преподаватель
О.С. Филимонова
Запорожье
2013
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ЗАПОРОЖСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра промышленного и гражданского строительства
ЗАДАНИЕ
к курсовому проекту по дисциплине «Металлические конструкции» на тему
«Расчет и проектирование балочной клетки промышленного здания»
Студент ________Карпенко Е.В. ________ группа ____ПГС - 110____
№ зачетной книжки ___101140____________
Исходные данные для проектирования
|
Размер площадки в плане |
42×21 |
|
Шаг колонн вдоль здания L, м |
14 |
|
Шаг колонн поперек здания В, м |
7,0 |
|
Возвышение верха площадки над полом h ,м |
7,4 |
|
Минимальный габарит помещения в свету под перекрытием h0,м |
6 |
|
Толщина листового настила t, мм |
6 |
|
Количество балок настила в рабочей площадке n |
8 |
|
Нормативная временная нагрузка qн, кН/м2 |
8 |
|
Марка стали |
С235 |
СОДЕРЖАНИЕ
1. Состав и объем курсового проекта………………………………………..4
2. Расчет балки настила………………………………………………………5
2.1. Расчетная схема, нагрузки и усилия……………………………………....5
2.2. Подбор сечения балки настила……………………………………………7
2.3. Проверка прочности и жесткости балки настила………………………..8
3. Расчет главной балки………………………………………………………9
3.1. Расчетная схема, нагрузки и усилия……………………..…………….....9
3.2. Подбор сечения балки…………………………………………………….11
3.2.1. Расчет высоты балки………………………………………………...........12
3.2.2. Расчет толщины стенки балки…………………………………………...13
3.2.3. Расчет сечения поясов……………………………………………………14
3.2.4. Расчет геометрических характеристик поперечного сечения главной балки……………………………………………………………………………...16
3.3. Проверочные расчеты…………………………………………………….17
3.4. Проверка общей и местной устойчивости главной балки……………...19
3.5. Расчет соединения пояса балки со стенкой……………………………..20
3.6. Расчет прикрепления балки настила к главной балке………………….21
4. Расчет колонны……………………………………………………………24
4.1. Подбор сечения колонны………………………………………………...24
4.2. Расчет планок колонны…………………………………………………...29
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Прочностные характеристики стали для стальных конструкций и их соединений…………………………………………………..33
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Сортамент горячекатаной стали………………………….35
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Коэффициенты для расчета на прочность и устойчивость элементов стальных конструкций………………………………………………37
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Коэффициенты для расчета угловых сварных швов и прочность на высокопрочных болтах…………………………………………..38
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………….40
1.1. Цель и состав проекта
Целью проекта является:
- расчет и проектирование балки настила;
- расчет и проектирование главной балки;
- расчет и проектирование колонны.
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и одного листа чертежа (формат А-).
1.2. Графическая часть проекта
выполняется на листе чертежной бумаги формата А-1. Эта часть проекта включает в себя: план рабочей площадки (масштаб 1100, 1:200); поперечный разрез рабочей площадки (масштаб 1:100–1:200); половина плана главной балки (с размещением ребер жесткости) (масштаб 1:25) и поперечный разрез (масштаб 1:10); колонна в двух проекциях с указанием планок, базы и оголовка (масштаб 1:25).
2. Расчет балки настила
2.1. Расчетная схема, нагрузки и усилия
Расчетной схемой балки настила является однопролетная балка на шарнирных опорах с расчетным пролетом равным шагу колонн поперек здания ℓ = В = 7,0 м (рис.2.1).
Рис.2.1. Расчетная схема балки
Нормативная равномерно распределенная нагрузка q(кН/м) действующая на балку настила, определяется по формуле 2.1:
q= (qн +)×ℓн, (2.1)
где qн - нормативная временная нагрузка, кН/м;
- нормативный удельный вес стали, кН/м3;
t - толщина настила, м;
ℓн - шаг балок настила, м.
Нормативный удельный вес стали (кН/м3), определяется по формуле 2.2:
=, (2.2)
где ρ - плотность стали, равная 7850 кг/м3.
= кН/м3.
Шаг балок настила ℓн (м), определяется по формуле 2.3:
ℓн = , (2.3)
где L - шаг колонн вдоль здания, м;
n - количество балок настила в рабочей площадке.
ℓн = м;
q= (8 +)×1,75=14,8 кН/м.
Расчетная равномерно распределенная нагрузка q (кН/м), действующая на балку настила, определяется по формуле 2.4:
q= (γf1×qн +×γf2)×ℓн, (2.4)
где γf1 - коэффициент надежности по нагрузке для стали (γf1=1,05);
γf2 - коэффициент надежности по нагрузке для временной нагрузки γf2=1,2.
q= (1,05×8 +×1,2)×1,75 = 15,7 кН/м.
От действующей нагрузки в сечениях балки возникают изгибающие моменты и поперечные силы. Наибольший изгибающий момент возникает в середине пролета, а поперечная сила на опорах.
Расчетный изгибающий момент М (кН×м), определяется по формуле 2.5:
(2.5)
где В - шаг колонн поперек здания, м.
кН×м.
Расчетная поперечная сила , (кН) на опоре, определяется по формуле 2.6:
, (2.6)
кН.
2.2. Подбор сечения балки настила
Требуемый момент сопротивления Wтр (см3), исходя из расчетного изгибающего момента, определяется по формуле 2.7:
(2.7)
где с1 - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций, при подборе сечения предварительно принимаем с1 = 1,1;
Rу - расчетное сопротивление стали при изгибе по пределу текучести для фасонного проката (приложение А таблица А1), Rу = 230 МПа;
γс - коэффициент условий работы балки настила, γс = 1.
см3
По сортаменту (приложение Б, таблица Б.1) подбираем номер прокатного двутавра с ближайшим большим моментом сопротивления Wх по сравнению с требуемым и выписывают для него момент инерции Iх.
Номер прокатной балки двутавра – 30, Wх=472 см3, Iх=7080 см4.
2.3. Проверка прочности и жесткости балки настила
Проверка прочности прокатных балок по нормальным напряжениям с учетом развития пластических деформаций выполняют из условия 2.8:
, (2.8)
Коэффициент с1 принимают по приложению В, таблица В1, в зависимости от отношения площади полки Аf (см2) к площади стенки Aw (см2) принятого двутавра по формуле 2.9:
, (2.9)
где b - ширина полки, b = 135 мм;
tf - толщина полки, tf = 10,2 мм;
h - высота двутавра, h = 300 мм;
tw - толщина стенки, tw = 6,5 мм.
, тогда с1=1,09.
Условие выполняется, прочность обеспечена.
Проверка прочности прокатных балок по касательным напряжениям в опорном сечении выполняются из условия по формуле 2.10:
, (2.10)
Rs - расчетное сопротивление стали при сдвиге, МПа;
Rs = 0,58×Rу = 0,58×230 = 133,4 МПа.
Условие выполняется, прочность обеспечена.
Проверка жесткости сводятся к определению относительного прогиба балки настила и сравнению его с допускаемым относительным прогибам, и определяется по формуле 2.11:
(2.11)
где Е - модуль упругости стали, МПа, Е = 2,06×105;
Iх - момент инерции сечения балки, м4, Iх=7080 см4 ;
[f/l] - допустимый относительный прогиб.
.
Условие выполняется, жесткость обеспечена, нет необходимости увеличивать сечение балки.
3. Расчет главной балки
3.1. Расчетная схема, нагрузки и усилия
Расчетной схемой главной балки является однопролетная с шарнирными опорами балка с расчетным пролетом, равным шагу колонн вдоль здания ℓ = L = 14 м.
При числе балок настила пять и более, нагрузка на главную балку принимается равномерно распределенная, n балок настила по условию равняется восьми.
Нормативная равномерно распределенная нагрузка q (кН/м) действующая на главную балку, определяется по формуле 3.1:
q= (q+), (3.1)
где - нормативная погонная нагрузка от собственного веса главной балки, кН/м,
= 0,01×qн × В;
= 0,01×8 × 7 = 0,56 кН/м;
q= (14,8+) = 59,76 кН/м.
Расчетная равномерно распределенная нагрузка q(кН/м) действующая на главную балку, определяется по формуле 3.2:
q= q+ γf1×q, (3.2)
где γf1 - коэффициент надежности по нагрузке для стали, (γf1 = 1,05).
q= 15,7+ 1,05×59,76 = 125,5 кН.
Расчетный изгибающий момент М (кН×м) в сечении посередине пролета главной балки, определяется по формуле 3.3:
(3.3)
где L - шаг колонн вдоль здания, м.
кНм.
Расчетная поперечная сила (кН) в опорном сечении главной балки, определяется по формуле 3.4:
(3.4)
кН.
3.2. Подбор сечения балки
Главную балку изготавливают сварной, постоянного сечения, состоящей из трех листов: стенки, верхнего и нижнего поясов (рис.3.1)
а) поперечное сечение главной балки;
б) узел А.
Рис.3.1. Составная главная балка
Требуемый момент сопротивления Wтр (см3) сечения балки, определяется по формуле 3.5:
(3.5)
где Rу - расчетное сопротивление стали при изгибе по пределу текучести для фасонного проката (приложение А таблица А1), Rу = 230 МПа;
γс - коэффициент условий работы главной балки, γс = 1.
см3
3.2.1. Расчет высоты балки
Высота главной балки hгб (м) ориентировочно принимается равной строительной высоте и определяется по формуле 3.6:
hб = hстр = h - h0 (3.6)
где h - возвышение верха площадки над полом, м;
h0 - минимальный габарит помещения в свету под перекрытием, м.
hб = hстр = 7,4 – 6 = 1,4 м.
Оптимальная высота (м) сварной балки по минимальной массе, определяется по формуле 3.7:
(3.7)
где k - коэффициент для сварных балок постоянного сечения, k = 1,15;
tw - толщина стенки, которая в первом приближении может быть принята 0,01 м.
м.
Минимальная высота балки определяется жесткостью из условия ее допускаемого относительного прогиба:
×[], (3.8)
где L - расчетный пролет балки, м;
Е - модуль упругости стали, Е = МПа;
[f/l] =1/400 - предельный относительный прогиб для главной балки.
×400= 0,62 м.
Высоту балки hб принимаем близкой к оптимальной, но не менее минимальной высоты и не более строительной высоты перекрытия, тогда
hб = hопт = 1,33 м.
3.2.2. Расчет толщины стенки балки
Для балок высотой 1,0 - 2,0 м рациональную толщину стенки необходимо принимать по формуле 3.9:
tw = 7 + 3 × hб (3.9)
tw = 7 + 3 × 1,33 = 10,99 м.
Толщина стенки из условия прочности на срез от максимальной поперечной силы на опоре должна быть не менее:
, (3.10)
где hw - высота стенки балки, hw = hб = 140 см.
,
Толщина листа = 8 мм.
3.2.3. Расчет сечения поясов
Размеры сечения поясов определяют исходя из несущей способности балки.
Требуемый момент инерции главной балки (см4), определяется по формуле 3.11:
(3.11)
см4.
Момент инерции стенки главной балки (см4), определяется по формуле 3.12:
(3.12)
см4.
Момент инерции, приходящийся на пояса балки (см4), определяется по формуле 3.13:
(3.13)
см4.
Момент инерции поясов балки, определяется по формуле 3.14:
(3.14)
Площадь сечения пояса балки (см2), определяется по формуле 3.15:
, (3.15)
где hw = hб - 2×tf, tf. = 2..3 см.
hw = 133 - 2×3 = 127 см.
см2.
см4.
Ширину пояса принимаем в пределах bf =()×hб и не менее 180 мм.
bf =0,2×1330 = 266 мм.
Толщина пояса, определяется по формуле 3.16:
(3.16)
см.
Для обеспечения местной устойчивости сжатого пояса принятых стандартных размеров, должно выполняться условие:
(3.17)
Условие выполняется, местная устойчивость обеспечена.
Сечение пояса должно удовлетворять сортамент широкополочной (универсальной) стали (приложение Б, таблица Б.4), bf = 280 мм.
3.2.4. Расчет геометрических характеристик поперечного сечения главной балки
Площадь поперечного сечения главной балки А (см2), определяется по формуле 3.18:
, (3.18)
см2.
Статический момент (см3) сечения пояса главной балки относительно нейтральной оси, определяется по формуле 3.19:
(3.19)
см3.
Статический момент (см3) половины сечения пояса главной балки относительно нейтральной оси, определяется по формуле 3.20:
, (3.20)
см3.
Момент инерции (см4) сечения главной балки, определяется по формуле 3.21:
, (3.21)
см4.
Момент сопротивления (см3) сечения главной балки, определяется по формуле 3.22:
(3.22)
см3.
Уточненная величина расчетного прогонного веса главной балки, определяется по формуле 3.23:
q = ×γf1×А, (3.23)
q = 77×1,05×0,025165 = 2,03 кН/м.
Расхождение между предварительно принятым нормативным весом балки и ее фактическим весом не превышает 10%.
3.3. Проверочные расчеты
Прочность главной балки постоянного сечения, несущей статическую нагрузку, проверяют по нормальным напряжениям с учетом развития пластических деформаций из условия:
, (3.24)
,
Условие выполняется, прочность балки по нормальным напряжениям обеспечена.
Прочность балки по касательным напряжениям проверяют в опорном сечении по условию:
, (3.25)
Условие выполняется, прочность балки по касательным напряжениям обеспечена.
Проверку жесткости главной балки выполняют по величине относительного прогиба балки, который должен быть меньше допустимого из условия:
[]=, (3.26)
Условие выполняется, жесткость балки по величине относительного прогиба обеспечена.
3.4. Проверка общей и местной устойчивости главной балки
Общая устойчивость главной балки, находящейся в системе балочной клетки и закрепленной в уровне верхнего (сжатого) пояса стальным листовым настилом, обеспечена и проверке не подлежит.
Для обеспечения местной устойчивости стенки в местах передачи сосредоточенных условий от балок настила устраивают поперечные ребра жесткости, в опорных сечениях - опорные ребра.
Расстояние между ребрами жесткости не должно превышать 2hw, если λw >3,2 и 2,5hw, если λw< 3,2.
Условия гибкости стенки, определяется по формуле 3.27:
λw = , (3.27)
λw = ,
т.к. λw >3,2, то расстояние между ребрами жесткости не должно превышать 2hw; 2hw = 21,27 = 2,54 м.
При двухстороннем симметричном расположении ребер жесткости (рис3.2), ширина каждого ребра должна быть ,
,
, принимаем b=85 мм.
Толщина ребра мм.
м, принимаем t = 6 мм.
Ребра выполняются из полосовой стали.
Рис.3.2. Узел крепления настила к главной балке
3.5.Расчет соединения пояса балки со стенкой
Пояс балки со стенкой соединяется двусторонними сварными швами (рис.3.1.б), выполненными автоматической сваркой «в лодочку».
Срезывающее усилие на 1 м одного шва, определяется по формуле 3.28:
(3.28)
кН.
Сварные угловые швы рассчитываются на условный срез по двум сечениям:
- по металлу шва ; (3.29)
- по металлу границы сплавления ; (3.30)
где N - сила, действующая на 1 м сварного шва;
βf , βz – коэффициенты угловых сварных швов, для автоматического вида сварки при положении шва в лодочку, принимаются как 0,9 и 1,05 соответственно;
kf - катет углового сварного шва равен 4 мм;
,- расчетные сопротивления металла шва и металла границы сплавления, = 200 МПа для типа электрода Э46А и марки проволоки Св-08ГА, = 0,45= 0,45360 = 162 МПа;
, - коэффициенты условий работы шва, равные 1;
- коэффициент условий работы конструкции, = 1;
- расчетная длина шва, прикрепляющего пояс балки к стенке, =1 м.
- по металлу шва
;
- по металлу границы сплавления
.
3.6. Расчет прикрепления балки настила к главной балке
Балки настила своими стенками прикрепляются к ребрам жесткости главных балок при помощи болтов, размещаемых в один вертикальный ряд (рис.3.2).
Необходимо рассчитать прикрепления балок настила к главным балкам в двух вариантах: на болтах класса точности В и на высокопрочных болтах.
Количество болтов в одном креплении болтов класса точности В, определяется по формуле 3.31:
, (3.31)
Количество болтов в одном креплении на высокопрочных болтах, определяется по формуле 3.32:
, (3.32)
где N = Q - расчетное усилие на крепление, равное поперечной силе в опорном сечении балки настила, в формулах (3.31 – 3.32), определяемое по формуле (3.4), N = 878,5 кН;
- коэффициент условий работы крепления, =1;
- меньшее из расчетных усилий, которое может быть воспринято одним болтом класса точности В из условий:
- срез болта , (3.33)
- смятие металла соединяемых элементов . (3.34)
- расчет усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом;
k - количество поверхностей трения соединяемых элементов, k=3;
d - диаметр болта, d = 20 мм;
Ab - площадь сечения стержня болта, Ab = 3,14 см2, (приложение Г, таблица Г.3);
Abn - площадь сечения стержня болта нетто, Abn = 2,45 см2; (приложение Г, таблица Г.3);
ns - число расчетных срезов одного болта, ns = 2;
- наименьшая толщина элементов, сминаемых в одном направлении, в нашем случае меньшая из толщин ребра жесткости или стенки прикрепляемой балки, = 7 мм;
Rbs - расчетное сопротивление болта срезу, МПа, Rbs = 150МПа;
Rbp - расчетное сопротивление смятию металла соединяемых элементов, Rbp = 430 МПа (приложение А, таблица А.3) ;
Rbh - временное сопротивление разрыву высокопрочного болта из стали 40Х, МПа, Rbh = 1100 МПа;
μ - коэффициент трения для соединяемых элементов, μ = 0,25 принимаемые по (приложение Г, таблица Г.4);
γh - коэффициент надежности болтового соединения на высокопрочных болтах, γh = 1,3 при разнице номинальных диаметров отверстий и болтов δ=3 мм, принимаемые по (приложение Г, таблица Г.4);
γb - коэффициент условий работы, γb = 0,9 - для соединения на болтах класса точности, γb = 0,8 - для соединения высокопрочных болтов.
Количество болтов в одном креплении болтов класса точности В, определяется по формуле 3.31:
- срез болта
= 84,78 кН,
- смятие металла соединяемых элементов
= 54,18 кН;
Выбираем меньшее из расчетных усилий, которое может быть воспринято одним болтом класса точности В, = 54,18 кН;
= 16,2; n = 16 болтов.
Количество болтов в одном креплении на высокопрочных болтах, определяется по формуле 3.32:
= 53,14 кН;
= 5,5, n = 6 болтов.
Болты размещают на следующих минимальных расстояниях: между центрами болтов - 2,5d, от центра болта до края элементов вдоль усилия - 2d, поперек усилия - 1,5d.
4. Расчет колонны
4.1. Подбор сечения колонны
Высота колонны H (м) с оголовком и базой, определяется по формуле 4.1:
, (4.1)
где h - заданное возвышение верха площадки над полом, м;
hстр= hб - строительная высота перекрытия, равная высоте главной балки, м;
0,5 м - заглубление базы колонны.
.
Низ колонны считается жестко заделанным в фундамент, а верх - шарнирно соединен с главными балками. При таком закреплении концов колонны коэффициент, учитывающий способ их закрепления, μ = 0,7.
Расчетная длина колонны, определяется по формуле 4.2:
, (4.2)
м.
Расчетная нагрузка на колонну, определяется по формуле 4.3:
, (4.3)
где Q - поперечная сила в опорном сечении главной балки, кН; (формула 3.6).
кН.
Следует рассчитать центрально сжатую составную колонну, состоящую из двух ветвей, каждая из которых представляет собой двутавр. Ветви колонны соединены между собой планками. В горизонтальном сечении колонны ось х-х, пересекающая ветви, называется материальной, а ось у-у, перпендикулярная материальной, называется свободной (рис.41).
Рис.4.1. Поперечное сечение колонны из двух двутавров
Подбор сечения колонны начинают из условия ее устойчивости относительно материальной оси. Расчет выполняют методом попыток.
Требуемую площадь сечения (см2) одной ветви колонны, определяют по формуле 4.4:
, (4.4)
где φх - коэффициент продольного изгиба, φх = 0,6…0,85, меньшее значение коэффициента принимают для колонн с нагрузкой 2000 кН и более, большее - для колонн с нагрузкой до 1000 кН.
см2,
По величине , по таблицам сортамента горячекатаной стали подбираем подходящий номер профиля двутавра по ГОСТ 8239-89 и выбираем табличные значения:
- площадь сечения ветви А1 = 53,8 см2;
- радиус инерции іх = 13,5 см;
- моменты инерции Iх = 9840 см4 и Iу = 419,0 см4.
Подобранное сечение проверяют на устойчивость по условию 4.5:
, (4.5)
Коэффициент φх (приложение В, таблица В.2) определяют в зависимости от гибкости λх и расчетного сопротивления стали Rу. Действительная гибкость колонны относительно материальной оси не должна превышать 120;
А - полная площадь поперечного сечения колонны (двух ветвей); А = 2×А1.
, тогда φх = 0,894;
А = 2×53,8 = 107,6 см2;
Условие выполняется, устойчивость подобранного сечения обеспечена.
Дальнейший расчет сводится к определению расстояния b (рис.4.1). Это расстояние рассчитывают из условия равной гибкости колонны относительно материальной и свободной осей, т.е. приведенная гибкость λef составного сечения должна быть равна гибкость относительно материальной оси λх.
Принимая гибкость ветви λу1 = 0,5×λх и не более 40.
λу1 = 0,5×34 = 17.
Требуемую гибкость колонны относительно свободной оси у как центрального сечения, определяют по формуле 4.6:
(4.6)
Требуемый радиус инерции сечения относительно свободной оси, определяется по формуле 4.7:
(4.7)
см.
Размер сечения (b, мм), определяется по формуле 4.8:
, (4.8)
где ζ - коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения колонны, для колонны из двутавров ζ = 0,52. Следует учесть, что в целях удобства окраски колонны расстояние в свету между ветвями принимают не менее 100 - 150 мм.
см,
b = 300 мм.
Момент инерции колонны относительно свободной оси, определяется по формуле 4.9:
, (4.9)
где - момент инерции сечения ветви колонны относительно оси 1-1.
см4.
Радиус инерции относительно свободной оси, определяется по формуле 4.10:
(4.10)
см.
Гибкость колонны как цельного сечения, определяется по формуле 4.11:
(4.11)
.
Приведенную гибкость сквозной колонны на планках относительно свободной оси, определяют по формуле 4.12:
(4.12)
= 9,39
По максимальному значению гибкости или определяют минимальное значение коэффициента продольного изгиба φmin (приложение В, таблица В.2), φmin = 0,894.
Проверку устойчивости колонны производят по условию 4.13:
(4.13)
Условие выполняется, устойчивость колонны обеспечена.
4.2. Расчет планок колонны
Планки, объединяющие ветви колонны (рис.4.2), рассчитывают на условную поперечную силу, определяемую по формуле 5.11:
, (4.14)
где N - продольное усилие в колонне, кН;
φ - коэффициент продольного изгиба стержня в плоскости соединительных элементов (приложение В, таблица В.2), φ = 0,894;
Е - модуль упругости стали проката, Е = 2,06×105 МПа.
кН.
Расстояние между планками в свету должно одинаковым и не более .
.
см.
Ширина планки (dпл, мм), определяется по формуле 4.15:
dпл = (0,5…0,75)×b, (4.15)
dпл = 0,6×300 = 180 мм.
Толщина планки, (tпл, мм), определяется по формуле 4.16:
tпл =× dпл, (4.16)
tпл =× 180 = 7,3 мм,
tпл = 8 мм.
Расстояние между центрами планок (, м), определяется по формуле 4.17:
(4.17)
м.
Соединительные планки рассчитывают на изгибающий момент и поперечную силу в месте их приварки к ветви (рис.4.2), определяются по формуле 4.18 – 4.19
(4.18)
кН×м
(4.19)
где - расстояние между центрами планок, м;
- расстояние от грани колонны до центра тяжести сечения ветви, мм.
кН×м
Планки приваривают внахлестку вертикальными угловыми швами полуавтоматической сваркой. Катет шва kf не должен быть меньше величины, приведенной в (приложении Г, таблица Г.2) и не превышать толщину планки. Прочность сварного шва проверяют по равнодействующему напряжению от момента и поперечной силы на условный срез по менее прочному сечению из двух:
- по металлу шва
,(4.20)
,
- по металлу границы сплавления
, (4.21)
,
Составные колонны укрепляют диафрагмами, расположенными между ветвями (рис.4.2,а). Диафрагмы размещают на расстоянии, не превышающих 4 м по высоте колонны. Минимальное число диафрагм в колонне - две.
а) конструктивная схема;
б) расчетная схема.
Рис.5.2. Схемы к расчету планок
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Прочностные характеристики сталей для стальных конструкций
и их соединений
Таблица А.1
Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополочного универсального и фасонного проката по ГОСТ 27772-88 для стальных конструкций зданий и сооружений
Таблица А.2
Расчетные сопротивления металла швов сварных соединений
с угловыми швами
Таблица А.3
Расчетные сопротивления смятию элементов, соединяемых болтами
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Сортамент горячекатаной стали
Таблица Б.1
Балки двутавровые по ГОСТ 8239-89
Таблица Б.2
Швеллеры по ГОСТ 8239-89
Таблица Б.3
Сталь толстолистая горячекатаная по ГОСТ 19903-74*
Таблица Б.4
Сталь широкополочная по ГОСТ 82-70*
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Коэффициенты для расчета на прочность и устойчивость элементов
стальных конструкций
Таблица В.1
Коэффициенты для расчета на прочность элементов
стальных конструкций с учетом развития пластических деформаций
Таблица В.2
Коэффициенты φ продольного изгиба центрально сжатых элементов
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Таблица Г.1
Значения коэффициентов βf и βz угловых сварных швов
Таблица Г.1
Минимальные величины катета kf угловых сварных швов
Таблица Г.3
Площади сечения болтов
Таблица Г.3
Коэффициенты трения µ и коэффициенты надежности γh соединений на высокопрочных болтах, регулируемых по моменту закручивания
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ