.RU
Карта сайта

3.4 Расчет поясных швов главной балки - Курсовой проект по дисциплине Металлические конструкции


^ 3.4 Расчет поясных швов главной балки


Так как балка работает с учетом пластических деформаций, то швы выполняем двухсторонние, автоматической сваркой в лодочку, сварной проволокой Св-08А.
Катет шва определим под первой от опоры балкой настила, где сдвигающая сила максимальна, то есть в сечении х = 25 см.
Рассчитывать катет будем по формуле:
,
где n = 1 при односторонних швах, n = 2 при двухсторонних швах;
(Rw)min – произведение глубины проплавления на расчетное сопротивление для расчетного сечения.
Из пункта 3.2.1 возьмем уже рассчитанные величины:
Iх = 1065071 см4; Sfх = 5944,32 cм3; F = 150,52 кН; lloc = 18,3 см.
кН;
По табл. 4 СНиП II-23-81* определим значение нормативного сопротивления металла шва по временному сопротивлению Rwun = 41 кН/см2. Тогда согласно табл. 4 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:
кН/см2,
где wm = 1,25, - коэффициент надежности по материалу шва.
По табл. 51 СНиП II-23-81* для стали С255 определим временное сопротивление стали разрыву Run = 37 кН/см2. Тогда согласно СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:
кН/см2.
По табл. 34 СНиП II-23-81* для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва:
f = 1,1 – по металлу шва;
z = 1,15 – по металлу границы сплавления.
Определим, какое сечение в соединении является расчетным (более опасное):
кН/см2,  расчетным является сечение по металлу границы сплавления.
см.
По табл. 38 СНиП II-23-81* для пояса толщиной 24 мм принимаем катет шва, равный минимальному kf = 7 мм, что больше, получившегося по расчету – 2,9 мм.

^ 3.5 Расчет опорного ребра главной балки


Размеры опорных ребер определим из расчета на смятие торца ребра:
,
где F - опорная реакция балки N (будет равна значению поперечной силы на торце балки, найденной в пункте 3):
кН;
Rp – расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности, по табл. 1 СНиПа II-23-81* находим:
кН/см2,
где по табл. 51 СНиП II-23-81* для стали С255 определим временное сопротивление стали разрыву Run = 37 кН/см2; по табл. 2* СНиП II-23-81* для стали по ГОСТу 27772-88, находим, что коэффициент надежности по материалу m = 1,025.
Найдем требуемую площадь опорного ребра:
пряжениOУже принятая ширина пояса bfx = 36 cм, следовательно толщину ребра определим, как
см,
принимая окончательно tp = 12 мм.
Тогда
см2см2,
сечение подобранного торца балки проходит проверку на смятие.
Проверим опорный участок балки на устойчивость из плоскости балки, как условного опорного стержня, включающего в площадь своего сечения опорные ребра и часть стенки балки шириной bw.

^ Расчетная схема на устойчивость опорного участка главной балки.


см.
Площадь расчетного сечения опорной части балки:
см2.
Момент инерции сечения относительно оси z-z:
см4.
Радиус инерции сечения:
см.
Гибкость:
.
Условная гибкость:
.
Условие устойчивости можно записать в виде:
,
где  = 0,97025 - коэффициент продольного изгиба балки (по табл. 72 СНиПа II-23-81*),
кН/см2 < Ryc = 23 кН/см2,
то есть принятая опорная стойка главной балки устойчива.
Рассчитаем прикрепление опорного ребра к стенке балки двухсторонними швами с помощью полуавтоматической сварки проволокой Св-08А при вертикальном расположении шва.
Согласно табл. 4 СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу шва:
кН/см2,
где wm = 1,25, - коэффициент надежности по материалу шва.
По СНиП II-23-81* расчетное сопротивление углового шва условному срезу по металлу границы сплавления:
кН/см2.
По табл. 34 СНиП II-23-81 для выбранного типа сварки примем соответствующие коэффициенты для расчета углового шва:
f = 0,9 – по металлу шва;
z = 1,05 – по металлу границы сплавления.
Определим, какое сечение в соединении является расчетным:
кН/см2,  расчетным является сечение по металлу шва.
Определим катет сварных швов:
см.
Полученное значение катета шва больше минимального kfmin = 5 мм, поэтому окончательно принимаем kf = 7 мм.
Проверяем длину рабочей части шва

Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.

^ 3.6 Проектирование стыка главной балки на высокопрочных болтах


Очевидно, что стык необходим по середине балки, где Мmax = 535168 кН·см и Q = 0.
По табл. 61 СНиП II-23-81* выбираем высокопрочные болты для соединения d = 24 мм из стали 40Х "селект" с наименьшим временным сопротивлением Rbun = 110 кН/см2 и площадью сечения болта нетто Abn = 3,52 см2 (табл. 62). По табл. 36 СНиП II-23-81* определяем, что при газопламенной обработке соединяемых поверхностей и при регулировании натяжения болтов по моменту коэффициент трения  = 0,42, коэффициент надежности h = 1,12 (при разности номинальных диаметров отверстий и болтов  = 1 – 4).
Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определим по формуле
,
где Rbh – расчетное сопротивление высокопрочного болта, принимаемое по формуле (3) в СНиПе II-23-81*:
кН/см2;
b = 1,0 (при количестве болтов больше 10) коэффициент условий работы соединения.
кН.

^ Стык поясов.


Перекрещиваем тремя накладками каждый пояс балки сечением 55014 мм и 226014 мм. Общая площадь сечения
см2 > 55·2,4 = 132 см2.
Определим усилие в поясе:
кН.
Количество высокопрочных болтов в соединении стыков поясов:
,
принимаем n = 18 болтов и размещаем их согласно рис. на стр. 40.

^ Размещение высокопрочных болтов на стыке поясов главной балки.


Стык стенки.


Стенку перекрываем двумя вертикальными накладками сечением 360130010 мм.
Момент, действующий на стенку:
кН·см.
Расстояние между крайними по высоте рядами болтов принимаем:
мм.
Вычислим коэффициент стыка :
,
где m – число вертикальных рядов болтов на полунакладке.
Определяем, что число рядов болтов по вертикали равно 9, что соответствует шагу рядов болтов по высоте 150 мм (8150 = 1200 мм).
Проверим стык стенки по формуле:
кН < Qbh·k = 204 кН.

^ Размещение высокопрочных болтов на стыке стенки главной балки.


Проверим ослабление нижнего растянутого пояса отверстиями под болты диаметром do = 26 мм (на 2 мм больше диаметра болта).
Пояс ослаблен двумя отверстиями по краю стыка, поэтому площадь сечения пояса нетто:
см2,
а площадь сечения пояса брутто:
см2.
Согласно п.11.14 СНиПа II-23-81*:
см2,
то есть ослабление пояса можно не учитывать.
Проверим ослабление накладок в середине стыка четырьмя отверстиями:
см2,
следовательно, ослабление накладок можно не учитывать.

^ 3.7 Проектирование сварного стыка главной балки


На монтаже сжатый пояс и стенку всегда соединяют прямым швом встык, а растянутый пояс – косым швом под углом 600, так как при монтаже автоматическая сварка и повышенные способы контроля затруднены. Такой стык будет равнопрочен основному сечению балки и по этому не рассчитывается.
Чтобы уменьшить сварочные напряжения, сначала сваривают поперечные стыковые швы стенки 1 и поясов 2 и 3, имеющие наибольшую поперечную усадку. Оставленные не заваренными на заводе участки поясных швов длиной около 500 мм дают возможность поясным листам несколько вытянуться при усадке швов 2 и 3. Последним заваривают угловые швы 4 и 5, имеющие небольшую продольную усадку.

^ 4. Проектирование и расчет колонн


4.1. Расчетная схема и расчетная длина колонны


В качестве расчетной схемы выберем колонну, шарнирно закрепленную с двух сторон. Найдем фактическую длину колонны l, при высоте фундамента 500 мм:
мм.
Расчетная длина колонны равна: см.
где  - коэффициент расчетный длины, определяется по табл. 71,а СНиПа II-23-81*.

Расчетная схема центрально-сжатого стержня колонны.


^ 4.2. Определение продольной силы в колонне, выбор типа сечения колонны


Опорная реакция в главной балке равна Q = 1337,92 кН, а продольная сила в колонне равна
N = 21337,92+0,8·lk = 3299,36 кН, используем колонну сплошного типа сечения. Примем, что сечение будет двутавровым, сваренным из трех листов.

^ 4.3. Подбор сечения, проверка общей устойчивости колонн и местной устойчивости стенки и полок


Материал колонн – сталь С275. Для нее по табл. 51 СНиПа II-23-81* определим, что для t до 20 мм расчетное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести Ry = 26 кН/см2.
По формуле 7 СНиПа II-23-81* имеем, что Найдем по формуле:
Примем = 71, тогда = 0,739,
см2.
Т.к. см см, примем bf = 460 мм, hw = 560 мм.
Для того, чтобы воспользоваться формулой пункта 7.14 СНиП II-23-81*, определим значение
тогда согласно табл. 27 СНиП II-23-81* получим, что:
см,
принимаем tw = 9 мм.
Тогда см2, необходимая площадь поясов равна:
см2,  см,
принимаем мм.
Проверим местную устойчивость полки колонны по табл.29 СНиП II-23-81*:
,
где , т.к.
см2,
см4, 
местная устойчивость полки не обеспечена.
Увеличиваем до мм.
, т.к.
см2,
см4, 
местная устойчивость полки обеспечена.
Проверяем напряжение по подобранному сечению:

Подобранное сечение удовлетворяет требованиям общей устойчивости.
2014-07-19 18:44
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © sanaalar.ru
    Образовательные документы для студентов.