Рабочая программа 3 страница

- диаметр болта.

Коэффициент стыка ,

где - число вертикальных рядов болтов на полунакладке (принимается не менее двух).

Из табл. 8 определяется количество горизонтальных рядов болтов .

Таблица 8.

	1,40	1,55	1,71	1,87	2,04	2,20	2,36	2,52	2,69	2,86

При расположении стыка в середине пролета балки, где Q =0, Принимается четное количество рядов с шагом , затем уточняется .

Максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, действующее на каждый крайний, наиболее нагруженный болт

, кН,

где , см.

Рис. 3. Монтажный стык балки на высокопрочных болтах.

Размер опорных ребер балки или торцевых диафрагм определяется из расчета на смятие

,см²

где - расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности, кН/см².

Ширина опорных ребер должна быть не менее 90мм, а торцевых диафрагм – не менее 180мм. Проверка местной устойчивости ребра производится аналогично проверке сжатого пояса.

Условная стойка, в сечение которой входят опорные ребра (или торцевая диафрагма) и примыкающие участки стенки длиной s, проверяется на общую устойчивость

, кН/см²,

где - коэффициент продольного изгиба, определяемый исходя из гибкости по таблице 72[7];

- площадь сечения условной стойки;

- площадь сечения торцевой диафрагмы;

, см - часть стенки, включающаяся в совместную работу с диафрагмой (опорными ребрами);

, см - радиус инерции; .

Прикрепление торцевой диафрагмы или опорных ребер рассчитывается на усилие , при этом рабочая длина шва, которая учитывается в расчете, не должна превышать .

5. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны.

По типу сечений различают колонны сплошные и сквозные (решетчатые). Последние состоят из отдельных ветвей, соединенных раскосами или планками.

Сплошные колонны рекомендуется применять при больших нагрузках и небольших высотах , сквозные - при меньших нагрузках и больших высотах.

Требуемая площадь сечения сплошной колонны определяется из условия обеспечения её общей устойчивости

, см²

где - коэффициент продольного изгиба, предварительно принимаемый равным ;

– расчетная продольная сила в колонне (если на колонну опираются две главные балки ).

Требуемые радиусы инерции сечения

, см и , см

где , см - расчетная длина колонны в плоскости X;

, см - то же, в плоскости Y;

- коэффициент приведения расчетной длины; - при жестком сопряжении колонны с фундаментом и шарнирном в верхнем конце; - при шарнирном сопряжении концов колонны;

гибкость устанавливаемая по табл. 72[7] в зависимости от и ;

l – полная длина колонны от верхнего обреза фундамента до низа главных балок (отметка обреза фундамента от 0,00 до –0,50 м).

Определяются размеры сечения колонны

и ;

; ,

где - коэффициенты, определяемые по табл. 9.

В сварном двутавре толщина стенки принимается в пределах мм, а толщина поясов: мм.

Приближенно для двутавровых сечений можно принять

, см²;

, см² .

Таблица 9.

Компоновка сечения поясов и стенки должна выполнятся с учетом обеспечения их местной устойчивости:

- для поясов колонн двутаврового сечения

,

где ; - условная гибкость элемента (колонны) в плоскости X или Y (максимальная гибкость).

Если или , тогда в выше приведенной формуле следует принимать соответственно или .

- для стенок центрально-сжатых колонн двутаврового сечения

,

где - расчетная высота стенки колонны;

- условная наибольшая гибкость стенки, определяемая по табл. 27^* [7]:

при ;

при , но не более 2,3.

Неустойчивую стенку можно укрепить продольными ребрами жесткости, площадь сечения которых включаются в расчетное сечение колонны. Допускается так же неустойчивую часть стенки считать выключенной из работы (если фактическое значение превышает предельное не более чем в 2 раза).

В этом случае в расчетных формулах вместо принимается значение ,

где ;

- условная гибкость стенки;

(при принимается ).

Изменения расчетной высоты стенки учитываются только при определении площади сечения. Остальные характеристики подсчитываются с учетом всего сечения.

Стенки сплошных колонн при укрепляются поперечными ребрами жесткости с шагом . Размеры продольных и поперечных ребер жесткости принимаются аналогично ребрам балок.

В первом приближении обычно не удается подобрать рациональное сечение, которое удовлетворяло бы трем параметрам т.к. при их определении исходная величина гибкости была задана произвольно. Вычисляются геометрические характеристики подобранного сечения колонны () гибкость и . Минимальный коэффициент определяется с точностью до третьего знака после запятой по действительной наибольшей гибкости ( или ), которая не должна превышать предельное значение .

Если существенно отличается от принятого первоначально , производят корректировку сечения по коэффициенту

.

После компоновки сечения производится проверка колонны на устойчивость

, кН/см².

В колоннах, работающих на центральное сжатие, сдвигающие усилия между стенкой и поясами незначительны, поэтому поясные швы принимаются конструктивно, в зависимости от марки стали и толщины свариваемых элементов (табл. 38^* [7]).

Стержень сквозной центрально-сжатой колонны состоит из двух или четырех ветвей (см. типы сечений в табл.10).

Таблица 10.

0,38 0,44	0,33 0,60	0,38 0,60	0,43 0,43

Соединение ветвей на планках (безраскосная соединительная решетка) применяется, если расстояние между осями ветвей не превышает 500-600 мм. При больших расстояниях применяется раскосная решетка из одиночных уголков.

Сечения стержней сквозных колонн подбирается в следующем порядке. Задаются гибкостью

, если , кН и м;

, если , кН и м.

Подсчитывают требуемую площадь сечения ветвей и радиус инерции относительно материальной оси

, см², , см,

где - количество ветвей.

По сортаменту принимается профиль со значениями и близкими к требуемым. После подбора сечения стержня, проверяется его устойчивость

, кН/см²,

где - определяется по табл. 72 [7], в зависимости от ;

.

Определяется ширина сечения колонны из условия ее равноустойчивости в двух плоскостях

, см,

где , см

- для колонн из двух ветвей с планками;

- для колонн из двух ветвей с раскосной решеткой.

Гибкостью ветви необходимо предварительно задаться в пределах . Для подсчета суммарной площади раскосов в одном сечении необходимо произвести подбор их сечения. Коэффициент зависит от угла наклона раскосов и может быть подсчитан по формуле

.

Значение должно быть увязано с необходимым зазором между полками ветвей 100-150 мм.

Подобранное сечение колонны проверяется на устойчивость относительно свободной оси

где - коэффициент продольного изгиба, вычисляемый в зависимости от по табл.72[7]. Гибкость должна быть определена по фактическим значениям ; ; .

, см; ;

, см⁴;

где - момент инерции и радиус инерции сечения ветви относительно собственной центральной оси Y₀.

Соединительные планки и швы их крепления к ветвям колонны рассчитываются на условную поперечную силу , значение которой можно определить по табл. 11 (значение A принимается в см²) или подсчитать по формуле

.

Таблица 11.

Расчетное сопротивление кН/см^2
, кН	0,2А	0,3А	0,4А	0,5А	0,6А	0,7А

Рис. 4. Схемы сквозных колонн.

При назначении размеров планок необходимо учитывать следующие требования:

мм; ; ; .

Изгибающий момент и поперечная сила в месте прикрепления планки

; .

Прочность угловых швов проверяют на равнодействующую напряжений от изгиба и сдвига

,кН/см²;

; ; ; ,

где ; , см.

Сечение раскосов предварительно подбирается из расчета на устойчивость

,

где - количество раскосов в одном сечении, расположенных в двух параллельных плоскостях;

- для сжатых элементов решетки из одиночных уголков, прикрепляемых к ветвям одной полкой.

Проверка подобранного сечения производится на совместное воздействие продольной силы и поперечной силы

где - определяется исходя из гибкости раскоса, вычисленной по наименьшему радиусу инерции сечения уголка .

Сечение распорок принимается таким же как и сечение раскосов.

Оголовок колонны (рис. 5), при опирании балок с торцевой диафрагмой, проектируется следующим образом. Горизонтальные швы, прикрепляющие ребро оголовка к плите, должны выдерживать полное давление на оголовок, но при большом значении торец колонны рекомендуется фрезеровать и эти участки швов назначать конструктивно. Высота ребра оголовка определяется исходя из требуемой длины швов, передающих нагрузку на стержень колонны

, см,

где - количество швов.

Толщина ребра оголовка определяется из условия сопротивления смятию под полным опорным давлением

, см, где ;

- ширина торцевой диафрагмы главной балки;

d - толщина плиты оголовка;

– толщина стенки колонны в пределах высоты оголовка.

Рис. 5. Опирание балки на колонну.

Ребро и стенка колонны проверяются на срез

; .

Если последняя проверка не выполняется, то можно увеличить в пределах высоты оголовка. При опирании балок на колонну с помощью ребер жесткости, роль ребер оголовка выполняют пояса колонны.

В базах колонн для равномерной передачи давления на опорную плиту устанавливают траверсы и ребра. Шарнирные базы крепятся анкерными болтами непосредственно за опорную плиту.

Жесткие базы имеют не менее 4-х анкерных болтов (рис. 6), которые крепятся к траверсам и затягиваются с натяжением, близким к расчетному сопротивлению, что устраняет возможность поворота колонны на опоре.

Требуемая площадь опорной плиты базы

, см²,

где , кН/см² - расчетное сопротивление смятию бетона фундамента;

- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (табл.12);

Рис. 6. База колонны.

, (предварительно можно принять );

, см² - площадь верхнего обреза фундамента.

Назначаются размеры плиты , уточняется значение коэффициента и подсчитывается среднее напряжение в бетоне под опорной плитой

, кН/см².

Таблица 12.

Класс бетона
Значение , МПа	14,5	8,5	11,5

Опорная плита может быть разделена на различные участки в зависимости от условий опирания. Для определения толщины плиты вычисляются изгибающие моменты на различных участках.

Участок 1, опертый на четыре стороны (рис. 6)

, ,

где - коэффициент, зависящий от отношения более длинной стороны к более короткой (определяется по данным табл. 13).

Таблица 13.

		1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9		>2
	0,048	0,055	0,063	0,069	0,075	0,081	0,086	0,091	0,094	0,098	0,100	0,125

Участок 2, опертый на три стороны

Дата добавления: 2015-07-19