Балочная клетка

Принимаем толщину ребра = 12 мм.Крепление опорных ребер к поясам и стенке балки выполняем полуавтоматической сваркой в среде сварочной проволокой (табл. 55* [4]) диаметром = 2 мм. Согласно п. 12.8 [4], принимаем = 7 мм.Прочность сварных швов, прикрепляющих опорные ребра к стенке балки, проверяем согласно п. 11.2 [4]:– по металлу шва:;– по металлу границы сплавления:,где = 4 - количество сварных швов; = 85*0,9*0,7 = 53,55 см – расчетная длина шва (п. 12.8 [4]); = 0,9, = 1,05 (табл. 34* [4]); = 21,5 кН/см2 (табл. 56 [4]); = 37 кН/см2 (табл. 51* [4]; = 0,45*37 = 16,65(табл. 3 [4]); = 1,0 (п. 11.2* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]).1545,4/4/0,9/0,7/53,5521,5*1,0*1,0;1545,4/4/1,05/0,7/53,5516,65*1,0*1,0;11,45 кН/см221,5 кН/см2- условие выполняется;9,82 кН/см216,65 кН/см2- условие выполняется.Согласно п. 7.12 [4], проверяем опорный участок балки на устойчивость из плоскости балки как стойку (условный опорный стержень), нагруженную опорной реакцией:,где = 2*1,2*0,985+1,2*(16,50+1,2+21,16) = 94,63 см2 – площадь условного опорного стержня; = 16,50 см – расстояние от торца балки до опорного ребра; = 0,65*1,2*(20600/24) = 21,16 см; = 132,8/8,60 = 15,44– гибкость условного опорного стержня; = (6998,88/94,63)0,5 = 8,60 см - радиус инерции условного опорного стержня; = 1,2*(2*20+1,2)3/12+16,50*1,23/12+21,16*1,23/12 = = 6998,88 см4 – момент инерции условного опорного стержня; = 0,985 - коэффициент продольного изгиба условного опорного стержня (табл. 72 [4]).1545,4/0,985/94,6328*1,0;16,58 кН/см228,00 кН/см2 – условие выполняется.5.3 Расчет базы колонныРис. 6. База колонны.Размеры опорной плиты определяем из условия смятия бетона под плитой (п. 3.81 [6]): = 3094,40/1/0,89 = 3467 см2,где = 2*1545,4+3,54 = 3094,40 кН - нагрузка от колонны, включая ее собственный вес; = 1 - при равномерно распределенной местной нагрузке по площади смятия (п. 3.81 [6]); = 1,05 (п. 3.81 [6]) – принимаем предварительно; = 8,5 МПа = 0,85 кН/см2 – расчетное сопротивление бетона класса В12,5 сжатию для предельного состояния первой группы (табл. 2.2 [6]); = 1,05*0,85 = 0,89– расчетное сопротивление бетона сжатию при местном действии нагрузки.Минимальная ширина плиты из условия размещения фундаментных болтов (Рис. 6): = 44+2*1,8+2*4,6 = 56,8 см,где = 2*23 = 46 мм (табл. 39 [4])– минимально допустимое расстояние от центра болта до края конструкции; = 20+3 = 23 мм – диаметр отверстия для фундаментного болта; = 20 мм – диаметр фундаментного болта (табл. 5.6 [1]) (самый маленький).Принимаем = 60 см.Длина плиты: = 3467/60 = 57,79 см. Конструктивно принимаем = 60 см (исходя из условия ).Размеры фундамента в плане принимаем на 25 см больше в каждую сторону от опорной плиты = 8080 см.Согласно п. 3.81 [6], = 0,8*(80*80/60/60)0,5 = 1,07> 1,05 – Перерасчет плиты не требуется.Определяем толщину плиты. Плита работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки: = 3094,40/60/60*1 = 0,86 кН/см.Рассмотрим отдельные участки плиты:I участок: = 0,052*0,86*442 = 85,70 кН*см,где = 0,052 (табл. 1 приложения [8], поскольку на этом участке плита работает как «пластинка, опертая на 4 канта») при = 40/44 = 0,91;II участок:, где определяется по табл. 2 приложения [8], т. к. на этом участке плита работает как «пластинка, опертая на три канта»; = 10,0/44 = 0,23 < 0,5, поэтому в запас прочности значение принимаем как для консоли длиной : = 0,86*10,02/2 = 42,98 кН*см,где = 10,0 см – ширина II участка;III участок: = 0,86*4,6/2 = 9,09 кН*см.Материал плиты – сталь С235 (табл. 50* [4]). Толщина плиты: = (6*85,70/22/1,2)0,5 = 4,41 см,где = 22 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,2 (табл. 6* [4]).Принимаем = 45 мм.Крепление траверсы к ветвям колонны и опорной плите выполняем полуавтоматической сваркой в среде сварочной проволокой (табл. 55* [4]) диаметром = 2 мм. Согласно п. 12.8 [4], = 7 мм, = 1,2*6,5 = 7,8 мм. Принимаем = 8 мм.Высоту траверсы определяем из условия передачи усилия от ветвей колонны на опорную плиту через сварные швы. Согласно п. 11.2* [4], длина сварных швов:– по металлу шва: = 3094,40/4/0,8/0,8/21,5/1,0/1,0 = 56,22 см;– по металлу границы сплавления: = 3094,40/4/1,0/0,8/16,65/1,0/1,0 = 58,08 см,где = 4– количество сварных швов; = 0,8, = 1,0 (табл. 34* [4]); = 21,5 кН/см2 (табл. 56 [4]); = 37 кН/см2 (табл. 51* [4]; = 0,45*37 = 16,65(табл. 3 [4]); = 1,0 (п. 11.2* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]).Принимаем = 60 см.Проверяем прочность траверсы на изгиб и на срез как балку с двумя консолями. Расчетная схема траверсы приведена на рис. 12. Материал траверсы – сталь С255 (табл. 50 [4]).Рис. 7. Расчетная схема траверсы.Погонная расчетная нагрузка на один лист траверсы: = 0,86*60/2 = 25,79 кН/см.Максимальный изгибающий момент: = 25,79*402/8-25,79*10,02/2 = 3868,00 кН*см.Максимальная поперечная сила в траверсе: = 25,79*60/2 = 773,60кН.Нормальные напряжения в траверсе вычисляем по формуле (28) [4]:; = 3868,00/1080,0024*1,0,где = 24 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]); = 1,8*602/6 = 1080,00 см3 – момент сопротивления сечения траверсы;3,58 кН/см224 кН/см2 - условие выполняется.Касательные напряжения вычисляем по формуле (29) [4]:; = 773,60*810,00/32400,00/1,813,92*1,0,где = 1,8*602/8 = 810,00 см3 – статический момент половины сечения траверсы; = 1,8*603/12 = 32400,00 см4 – момент инерции сечения траверсы; = 0,58*25 = 14,5 кН/см2 (табл. 51* [4]); = 1,0 (табл. 6* [4]);10,74<14,5 - условие выполняется.Принимаем = 60 см.Касательные напряжения в траверсе: = 773,60*810,00/32400,00/1,813,92*1,0,где = 1,8*602/8 = 810,00 см3; = 1,8*603/12 = 32400,00 см4.10,74 кН/см2<14,5 кН/см2– условие выполняется.Список литературыМандриков А. П. Примеры расчета металлических конструкций: Учебное пособие для техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 431 с.Кудишин Ю. И., Беленя Е. И., Игнатьева В. С. и др. Металлические конструкции: Учебник для студ. высш. учеб.заведений/Под общ. редакцией Ю. И. Кудишина – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 688 с.Горев В. В., Уваров Б. Ю., Филиппов В. В. и др. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учебное пособие для строит. вузов/Под ред. В. В. Горева. – М.: Высш. шк., 1997. – 527 с.СНиП II-23-81*. Стальные конструкции/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 96 с.Лапшин Б. С. К расчету балок в упругопластичсской стадии по СНиП И-23-81*: в кн.: Металлические конструкции и испытания сооружений / Б. С. Лашлин /У Межьуз. темат. сб. ip. - Л.: ЛИСИ, 1984. - С. 68-75.СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций.ГОСТ 26020-83. Двутаврыстальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент.СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия/Госстрой России. – М.: ГУПЦПП, 2003. – 36 с.ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных конструкций.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 52-101-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. – М.: ОАО «ЦНИИПромзданий, 2005. – 214 с.