РАСЧЕТНО – ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОНСТРУКЦИЯМ « БАЛОЧНАЯ КЛЕТКА »

Напряжение в колонне по свободной оси не проверяется, поскольку:

Следовательно:
;
а, значит:
Отношение Ry/E составляет:
Значение условной поперечной силы Qfic составляет:
Значение условной поперечной силы, которая приходится на систему соединительных планок с одной стороны колонны, составляет:
Задаемся предварительно геометрическими параметрами соединительных планок:
Принимаем толщину планки:
Принимаем ширину планки:
Момент сопротивления планки составляет:
Расстояние между планками составляет:
Геометрический параметр с составляет:
Изгибающий момент, возникающий в плоскости планки от действия поперечной силы , составляет:
Перерезывающая сила, возникающая в плоскости планки от действия поперечной силы , составляет:
Напряжение в планке от изгиба составляет:
Условие выполняется.
Крепление планки к колонне производится на сварке электродами Э42. Принимаем значение для катета шва kf = 6 мм, а длину шва: lf = 300 мм.
Момент сопротивления шва (с учетом расчетного сечения по металлу шва) составляет:
Площадь сечения шва (с учетом расчетного сечения по металлу шва) составляет:
где:
- коэффициент для ручной сварки.
Касательное напряжение от действия перерезывающей силы составляет:
Нормальное напряжение от действия момента составляет:
Суммарное напряжение в планке от совместного действия перерезывающей силы и момента составляет:
Проверка условия:
Условие выполняется.
Расчет и конструирование базы колонны
Собственный вес колонны центрального ряда (см. рис.6), составляет:
Площадь поперечного сечения колонны составляет:
Нагрузка на колонну центрального ряда (К-1), включая ее собственный вес, составляет:
;
Материал фундамента под колонну каркаса К-1:
Бетон тяжелый класса В15: ;
Расчетное сопротивление бетона при местном сжатии (смятии) предварительно составляет:
;
Площадь опорной плиты фундамента, исходя из условий смятия бетона под плитой, составляет:
;
Принимаем конструктивно (с учетом фактических размеров поперечного сечения колонны) опорную плиту фундамента размером: 560х880 мм. Тогда фактическая площадь плиты составит:
;
Верх фундамента принимаем с размерами: 860х1200 мм. Тогда фактическая площадь верха фундамента составит:
;
Фактическое значение для расчетного сопротивления бетона при местном сжатии (смятии) составляет:
;
где:
- расчетный коэффициент для тяжелых бетонов, классов не ниже, чем В25.
Проверка:
;
где:
- расчетный коэффициент для тяжелых бетонов, классов не ниже, чем В25.
Условие выполняется, следовательно, размеры опорной плиты фундамента назначены правильно.
Значение равномерно распределенной нагрузки, действующей на опорную плиту фундамента (реактивное давление фундамента), составляет:
Рассмотрим консольный участок опорной плиты, который расположен за ветвями колонны.
Расстояние от края опорной плиты до края ветви колонны (вдоль оси х-х) составляет (длина консольного участка):
Значение для изгибающего момента, действующего в консоли плиты (с = 9 см) на полосе, шириной b=1 см, составляет:
Значение требуемого момента сопротивления сечения плиты для данного участка составит:
Значение требуемой толщины сечения плиты для данного участка составит:
Рассмотрим средний участок опорной плиты, который расположен между ветвями колонны.
Длина среднего участка ac (см. рис.6) составляет: 700 – 10 – 10 = 680 мм.
Ширина среднего участка bc (см. рис.6) составляет: 400 + 14 + 14 = 428 мм.
Отношение сторон среднего участка ac /bc составляет: 680/428 = 1.589.
Для расчетного параметра ac /bc = 1.589 по справочным таблицам определяем значения расчетных коэффициентов:
; ;
Изгибающий момент, действующий в сечении среднего участка опорной плиты, по стороне ac, составляет:
Изгибающий момент, действующий в сечении среднего участка опорной плиты, по стороне bc, составляет:
Значение требуемой толщины сечения плиты для данного участка составит:
Принимаем значение .
Передача усилия от ветвей колонны на опорную плиту фундамента, производится через сварные швы (при расчете по металлу шва).
Принимаем следующие расчетные параметры:
;
kf = 10 мм;
;
.
- число учитываемых швов.
Высота листов траверсы колонны составляет:
Принимаем высоту траверсы:
Фактическое значение для расчетного сопротивления бетона при местном сжатии (смятии) составляет:
;
Условие выполняется, следовательно, условие прочности фундамента выполняется.
Для прикрепления базы колонны к фундаменту предусматривается применение анкерных болтов диаметром 20 мм (назначены по конструктивным требованиям). Глубина заделки анкеров в теле фундамента составляет не менее 700 мм.
Расчет и конструирование оголовка колонны
Торец колонны центрального ряда не фрезеруется, поэтому опорное давление от главной балки перекрытия передается на опорную плиту оголовка и далее, на стержень колонны через сварные швы, которыми опорную плиту приваривают к ветвям колонны.
Геометрические параметры опорной плиты оголовка назначаются конструктивно (см. рис. 6):
Принимаем толщину опорной плиты:
Принимаем длину опорной плиты:
Принимаем ширину опорной плиты:
Передача давления от главной балки (при отсутствии фрезерования торцов колонны) производится через опорную плиту на сварные швы (при расчете по металлу шва) по контуру ее приварки к ветвям.
Принимаем следующие расчетные параметры:
;
kf = 8 мм;
;
Требуемая длина швов составляет:
Суммарный контур колонны составляет:
Поскольку:
В конструкции оголовка колонны необходимо предусмотреть устройство ребра жесткости для передачи давления от главной балки (при отсутствии фрезерования торцов колонны) и формирования дополнительных сварных швов.
Принимаем ребро жесткости между ветвей колонны с расчетными параметрами:
Толщина ребра жесткости:
Длина ребра жесткости:
Высота ребра жесткости:
Общая расчетная длина сварных швов с учетом контура колонны составит:

Проверка:
Условие по прочности выполняется.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции.
2. Беленя Е.И., Балдин В.А., Ведеников Г.С. и др. Металлические конструкции. – 6-е изд. М.: Стройиздат, 1985. – 560 с.
3. Мандриков А.П., Лялин И.М. Примеры расчета металлических конструкций. - М.: Стройиздат, 1982. - 312 с.
4. Мельников Н.П. Металлические конструкции.- М.: Стройиздат, 1983. - 543 с.
5. Справочник проектировщика. Металлические конструкции.- М.: Стройиздат, 1980. - 776 с.
6. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. 2-е изд. Кн.1. - М.: 1972, кн. 2. – М.: Стройиздат, 1973. - 416 с.
7. Строительные конструкции/ М.К. Бородич, Т.Н. Цай, А.П. Мандриков. Т. І. Металлические, каменные, армокаменные и деревянные конструкции. – М.: Стройиздат, 1984. - 656 с.

Инв. № подп
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Лит
Лист
Листов
1
Проектирование рабочей площадки
г.Мытищи 2010г
г.Мытищи 2010г ________________
(подпись)
г.Мытищи 2010г
Курсовая работа
Лит
№ докум.
Изм.
Подп.
Дата
Разраб.
Пров.
Т. контр.
Н. контр.
Утв.
Инв. № подп
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Лист
35
Курсовая работа
Лит
№ докум.
Изм.
Подп.
Дата