Стальные конструкции рабочей площадки

      Принимаем l_в=80см.

      

      Для проверки прочности планок и прикрепляющих  швов определяем перерезывающую силу и момент, действующие на одну планку, по формулам (4.6), (4.7) (Лихтарников Я.М. “Расчет стальных конструкций” с.131)

      

       - условная поперечная сила.

      n=2 –число граней.

      

      Планки  прикрепляют к ветвям колонны  угловыми швами, прочность которых  при k_f = t_пл = 0.8см будет меньше прочности планки, поэтомк достаточно проверить прочность сварных швов (в расчете учитываем только вертикальные участки шва). Присоединение планок осуществляется ручной сваркой электродами Э42.

      Определяем  площадь сечения и омент сопротивления сварного шва:

      

      

      Тогда напряжение в шве:

      

      

      

      Проверка:

       - проверка сходится. 

      9. Расчет оголовка  колонны. 
 

Опирание  балок на колонны принято сверху. Поэтому оголовок колонны состоит  из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны.

      Ребра оголовка приваривают  к опорной плите и к ветвям колонны. Швы, прикрепляющие ребро  оголовка к плите, должны выдерживать полное давление на оголовок.

      Определяем величину катета шва:

      

      Ввиду большой рачетной толщины сварного шва торец еолонны и ребро  необходимо фрезеровать. В этом случае давление от балок, будет непосредственно передаваться через опорную плиту на ребро оголовка, а толщина швов, соединяющих плиту с ребром и с ветвями колонны, назначается конструктивно.

      Принимаем k_f = 0.7cм.

      Высоту  ребра оголовка определяем из условия  требуемой длины швов, передающих нагрузку на стержень колонны.

      

      Принимаем h_p = 134см.

      Толщина ребра оголовка определяется из условия  сопротивления на смятие: 

        

       - толщина опорной плиты. Лежит  в пределах 20-25 мм. Принимается конструктивно.

      R_p = 36.4 (СНиП II-23-81* т.52) 
 

      

      Проверяем ребро на срез:

      

      Rs = 22.04 МПа

      31.08МПа< 220.4МПа – проверка  сходится. 

      10. Расчет базы колонны.

        
 

    Конструкцию колонны  принимаем с траверсами. Траверса служит для более равномерного распределенияусилий  от колонны на плиту и увеличивает  её несущую способность. Условие  закрепления колонны в фундаменте – шарнирное.

      Материал для базы – сталь марки С390. R_y = 380МПа. Бетон фундамента класса В20. R_b = 11.5МПа – призменная прочность. (СниП 2.03.01 – 84 т.13).

      Расчетную нагрузку на базу определяем как сумму нагрузок: нагрузку на колонну N и вес колонны G_к.

      

      

      

      Требуемая площадь опорной плиты базы колонны:

      

      Ширину  плиты определяем по конструктивным соображениям:

      

где h = 40см -  расстояние между траверсами, высота сечения ветви.

      t_тр = 1.5см – толщина траверсы (t_тр = 1 – 1.6см)..

      с= 5см – свободный выступ плиты за траверсу (с = 2 – 6 см).

      

      

      Плита работает как пластинка на упругом  основании, воспринимающая давление от ветвей, траверс, ребер. Для простоты расчета давление под плитой принимается равномерно – распределенным.

      Плиту расчитывают как пласину, нагруженную  снизу равномерно –распределенным  давлением  и опертую на элементы сечения стержня и базы колонны.

      Напряжение  под плитой:

      

      В соответствии с конструкцией базы, плита имеет участки, опертые  на 4 канта – 1, на три канта – 2 и консолные – 3.

      Наибольшие  изгибающие моменты, действующие на полосе, шириной 1 см в пластинах  определяют:

      -при  опирании на 4 канта

      -при  опирании на 3 канта 

      a – короткая сторона контура.

      a₁ – длиная сторона контура.

            a и b - коэффициенты принимаемые по (Лихтарников Я.М. “Расчет стальных конструкций” т.4.5 и 4.6). 

      Участок 1, опертый на 4 канта:

          

        

      Участок 2, опертый на 3 канта:

        

      

      Участок 3, консольный:

      

      По  максимальному моменту на участке 1 требуемая толщина плиты равна:

      

      Принимаем t_пл = 3см.

      Высоту  траверсы находят по длине сварных  швов, необходимых для прикрепления ее к стержню колонны.

      При восьми вертикальных швах катетом 0.7см высота траверсы составит:

      

      Принимаем высоту траверсы 60см.

      Производим  проверку траверсы на прочность. Траверса рвсчитывается как однопролетная  балка с консолями.

      

      

      

      

      На  среднем участке:

      

      

      Швы, прикрепляющие ветви траверсы к  опорной плите, рассчитываем на полное усилие, действующее на колонну. Учитывая, что на консольных  участках листы траверсы приваривают с двух сторон.

      

      Принимаем k_f = 1.2 см.

      Приварку  торца ветвей колонны к опорной  плите выполняем конструктивными  швами k_f = 6мм, так как эти швы в расчете не учитывались. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература:

1. Беленя Е.И. Металлические конструкции.- М.: Стройиздат, 1986. –560 с.
2. Лихтарников Н.М. и др. Расчет стальных конструкций: Справочное пособие. – К.:Будивельник, 1984. –368 с.
3. СНиП 2.01.07.85*. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. –М., 1975 – 36с.
4. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования.- М., 1988 – 93 с.
5. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции.-М.: Стройиздат, 1985 . – 785 с.