Быстрый поиск

Курсовая работа: Стальные конструкции рабочей площадки

Следовательно, расчет ведем по условной площади накладок

МПа

Прочность обеспечена.

Принимаем накладки толщиной 10 мм.

Момент воспринимаемый стенкой:

Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов:

Принимаем два вертикальных ряда (m=2) c каждой стороны стыка и шесть горизонтальных рядов с шагом 720/5=144мм. В сечении балки, где выполняется стык Q=0 , максимальное усилие в наиболее нагруженном болте:

Прочность стыка стенки обеспечена.

Расчет колонны.

В качестве материала для колонны используется материал сталь С345 с расчетным сопротивлением , рассчитываемая колонна является сквозной, составного сечения из двух швеллеров.

Расчетная схема колонны представляет собой балку на шарнирных опорах.

Расчетная схема колонны.

Определим расчетную нагрузку на колонну:

Геометрическая и расчетная длина колонны будут различные в разных направлениях.

Определим геометрическую длину колонны.

определим расчетную длину колонны:

Предварительно зададимся гибкостью колонны в зависимости от нагрузки.

Определяем коэффициент продольного изгиба в зависимости от гибкости и расчетного сопротивления стали (т. 72 СНиП)

Подбираем сечение стержня, рассчитывая его относительно оси х.

Определяем требуемую площадь сечения:

Определяем требуемый радиус инерции:

Учитывая полученные результаты принимаем два швеллера №22

№

Профиля

h,мм

А,

220

26,7

8,89

2110

2,37

151

8,2

0,54

0,95

С учетом выбранного швеллера гибкость относительно оси х:

Коэффициент продольного изгиба

Проверяем устойчивость относительно оси х:

Недонапряжение составляет:

Расчет относительно свободной оси:

Определяем расстояние между ветвями колонны из условия равноустойчивости в двух плоскостях: . Принимаем гибкость ветви , а затем определяем требуемую гибкость относительно свободной оси у-у.

В соответствии с типом принятого сечения расстояние между ветвями

Определяется из выражения

Полученной гибкости соответствует радиус инерции:

Определяем расстояние между ветвями:

Полученное расстояние должно быть не менее двойной ширины полок швеллеров плюс зазор необходимый для оправки внутренних поверхностей стержня:

Принимаем расстояние между ветвями 300 мм.

Зазор между ветвями

Проверим сечение относительно свободной оси:

Радиус инерции сечения относительно свободной оси:

Гибкость стержня относительно свободной оси:

Приведенная гибкость колонны:

Устойчивость колонны относительно свободной оси:

Недонапряжение составляет

Окончательно принимаем:

Расчет планок

Устанавливаем размеры планки. Планки заводим на ветви на 50 мм.

Ширина планки: принимаем 24 см.

Высота планки:

Толщина планки:

Расстояние между планками: см.

Расчетная длина между планками:

Определяем расчетные усилия, действующие на одну планку:

Условная поперечная сила в колонне:

Поперечная сила и изгибающий момент, действующие на планку одной грани:

Принимаем приварку планок к полкам двутавров угловыми швами . Так как прочность угловых швов будет меньше прочности планки, то достаточно выполнить проверку прочности сварных швов. Присоединение планок осуществляется ручной сваркой электродами Э42.

Площадь и момент сопротивления сварного шва:

Напряжение в шве от момента и поперечной силы:

Равнодействующее напряжение:

Прочность конструкции обеспечена.

Расчет оголовка колонны.

Опирание балок на колонну 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 сварного шва по металлу шва:

По металлу границы сплавления:

Ввиду большой толщины сварного шва торец колонны и ребро необходимо фрезировать. В этом случае давление от балок будет передаваться непосредственно через опорную плиту на ребро оголовка, назначается конструктивно, принимаем .

Толщину опорной плиты принимаем конструктивно .

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

По металлу шва:

По металлу границы сплавления:

Принимаем

Толщину ребра оголовка принимаем из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

где -длина сминаемой поверхности, равная ширине опорного ребра балки плюс две толщины плиты оголовка.

- расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности.

Согласно сортаменту принимаем 1.2 см.

Проверяем ребро на срез:

назначаем толщину вспомогательных ребер 8 мм.

Проверяем на срез:

Рассчитываем сварные швы, соединяющие опорное ребро оголовка со вспомогательными:

По металлу шва:

- расчетная длина шва, принимаемая меньшей его полной длины на 10 мм.

По металлу границы сплавления:

Окончательно принимаем 7 мм.

Расчет базы колонны.

База является опорной частью колонны и предназначена для передачи усилия с колонны на фундамент. Конструкцию базы принимаем с траверсами. Траверса служит для более равномерного распределения усилий от колонны на плиту и увеличивает ее несущую способность.

Бетон фундамента класса В12,5, для которого призменная прочность .

Расчетную нагрузку на колонну определяют как сумму нагрузок: нагрузку на колонну и вес колонны

- коэффициент надежности по нагрузке.

Определяем требуемую площадь опорной плиты базы колонны:

Ширину плиты принимаем по конструктивным соображениям:

-расстояние между траверсами, высота сечения ветви=22 см.

- толщина траверсы, которая из конструктивных соображений принимается 10…16 мм, принимаем 15 мм.

- свободный выступ плиты за траверсу, принимаемый от 2 до 6 см.

Длина плиты:

Плита работает как пластинка на упругом основании, воспринимающая давление от ветвей, траверс и ребер.

Плиту рассчитывают как пластину, нагруженную снизу равномерно-распределенным давлением и опертую на элементы сечения стержня и базы колонны (траверсы, диафрагмы, ребра).

Напряжение под плитой:

В соответствии с принятой конструкцией базы плита имеет участки, опертые на четыре канта, на три канта и консольные.

Участок, опертый на четыре канта:

Отношение сторон

Коэффициент

Изгибающий момент равен:

Участок, опертый на три канта:

Изгибающий момент равен:

По максимальному моменту определяем толщину плиты.

в соответствии с сортаментом принимаем 22 мм.

Высоту траверсы находим по длине сварных швов, необходимых для прикрепления ее к стержню колонны. Прикрепление траверсы к колонне выполняем полуавтоматической сваркой сварочной проволокой СВ-08Г2С.

Расчетные характеристики: