Проверка общей устойчивости главной балки применительно к курсовому проекту ( в обозначениях к. пр. ).

Балки настила с шагом раскрепляют в.п. от бокового смещения и проверку общей устойчивости следует вести для наиболее узкой части балки.

Общая устойчивость заведомо обеспечена, если выполняется условие

 

, где

(*)

 

* если , то в эту формулу следует подставлять .

 

Если главная балка сварная и есть связи в пролете, то можно пользоваться таблицей

(нагрузка приложена в любом месте).

 

Из опыта проектирования

 

 

 

для С255
Проектирование опорного узла главной балки.

 

Г.Б. – составного сечения, опирание на колонну сверху, шарнирное.

 

1 вариант: внутренние расположение опорных ребер.

Порядок передачи реакции N на балку, где N=Q_max

N – от опорной плиты колонны 1 через центрирующую планку 2 передается на н.п.

балки 3, через нижние строганые торцы парных ребер 4 передается на ребра 4 и

затем через угловые сварные швы на стенку балки 5.

Ребра вовлекают в работу часть стенки ≈ 20 δ _ст ; Конструктивные

требования: 1. 2 b _р + δ _ст ≤ b _пи; 2. δ _р ≥ 16 мм.

 

Расчетное сопротивление смятию торца при плотной подгонке для сталей

 

С255 R_cм = 3550 кг/cм² С345 R_cм = 4500 кг/cм²

S расчетное сечение элемента

b_p

 

торец 5 y δ_ст b_пи

ребер

строгать 4 S S b_p

 

 

1 3

N=Q_max

 

силовая схема расчетная схема элемента

N N

 

ℓ_р = h_ст

h_ст y

 

 

x у

N

N х

Порядок проектирования:

1 - назначаем конструктивно так, чтобы ребра не выходили за пределы свеса;

2 при плотной подгонке нижнего торца к полки из условия смятия торцов

b_p∙ δ_p ∙ R_cм δ_р – принимаем стандартное, но δ_р ≥ 16 мм;

3 Проверка на устойчивость центрально- сжатого условного элемента относит. оси "Y".

 

(Физически может быть потеря устойчивости только относительно оси "Y"). Находим последовательно значения

А⁺; I_y⁺; r_y⁺ = ; ℓ_р = µ_у ∙ h _ст = 1 ∙ h _ст; λ_у = ℓ_р/ r_y⁺; φ_y.

А⁺ ∙ φ_y ∙ R_y, если условие выполняться не будет, то следует увеличить δ_p.

δ _p

4 Расчет сварных швов Ш1.

Ш1

примем: k _f = 1,2 мин из величин (δ _ст, δ _р);

δ _ст

ℓ_w = h _cm – 1см; А_w = 4 ∙ β _f ∙∙ k _f ∙ ℓ_w; N ≤ R_fw ∙ A_w

2 вариант: торцевое расположение опорного ребра.

вариант более предпочтителен, т.к. дает меньшие эксцентриситеты при неравномерной нагрузке на балки, опирающиеся на колонну, N=Q_max.

N N

δ_ст

Δ

S

h_ст y

δ_р Ш1

Δ y

а строгать S

 

а = 15 мм

 

N x

 

Ш1 b_p

y

δ_р

 

S

 

1. b _p = b _пи; но b _p ≥ 180 мм;
2. s = 0,65 δ _cm ; s ≈ 20 δ_р;
3. по условию обычного сжатия короткого стержня b_p∙ δ_p ∙ R_у δ^тр _р,если

a > 1,5 δ_р;

1. по условию смятия при подгонке, а < 1,5 δ_р; b_p∙ δ_p ∙ R_cм , но δ_р ≥ 16 мм;

 

5. проверка устойчивости условного элемента ├ относительно оси "Y". Находим последовательно значения:

 

А ^├; I_y^├; r_y├; λ_у; φ_y; ℓ_р = 1 ∙ h _ст;

 

А ^├ ∙ φ_y ∙ R_{y ;} при невыполнении этого условия увеличивают δ_р

 

6 Расчет сварных швов Ш1.

 

k _f = 1,2 мин (δ _ст, δ _р); ℓ_w = h _cm – 2∆ - 1см; А_w = 2∙ β _f ∙∙ k _f ∙ ℓ_w;

 

Швы Ш1 не доводим до поясных швов на ∆ = 60 мм во избежание концентрации остаточных напряжений:

N ≤ R_fw ∙ A_w ∙ γ_с

 

 

Конструкция и расчет узла опирания

балки настила (б.н.) на главную балку (г.б.)

 

A A

1-1

1 1

БН БН БН

БН

δ _p

ГБ δ` _ст

δ _ст

 

q_н

≈40

≥2d_o h_бн

n ≥2,5d_o

А ℓ₁ А

 

№ I б.н.	25-30		36-45
n, мм
, мм	6-6,5

 

а) Подбор количества болтов по условию прочности на срез и смятие.

Болты класса точности "С", класса прочности 4.8 и выше. Отверстие класса "С";

d_o = d_б + 2мм.

 

Пример:

как правило =

кл.пр. 5.8;

С255

 

Несущая способность

1 болта на срез и смятие

 

, где 1,2 – учитывает возможное защемление болта при повороте

сечения, если n_б > = 2 γ_в = 0,9

n_б = > 2! 2 ≤ n_б ≤ 4 γ_в = 1,0

 

 

б) Проверка выбранного решения на возможное защемление болта при повороте опорно-

го сечения балки настила.

θ θ

θ

 

 

r_max a

ℓ₁ f_max

 

; ; a

 

(рад) Δ

 

- фактическое линейное перемещение крайнего болта

∆ < 2 мм = 0,2 см - условие незащемляемости болта

Проектирование монтажного

стыка составной балки на высокопрочных болтах.

1. Расположение монтажного стыка зависит:

 

- от длины отправочного элемента (монтажной марки) по условиям транспортировки

балки к месту монтажа;

- от массы отправляемого элемента определяемого грузоподъемностью ПТО на

месте монтажа;

- стык не следует располагать в местах примыкания других балок (вспомогательных;

балок настила), в местах постановки ребер жесткости.

Преимущества стыка на болтах перед стыком на сварке.

- на месте монтажа нет необходимости иметь сварочное оборудование, включая

источник энергии и средства диагностики;

- не требуется привлекать рабочую силу высокой квалификации;

- стыковка производится значительно быстрее.

 

Варианты расположения стыка.

 

- Вариант 1. Стык расположен точно в середине длины балки и делит балку на две

одинаковые отправочные марки, что удобно как с точки зрения изготовления, так и

монтажа балки. В этом случае стык рассчитывается на М _max (нагрузка равномерно

распределенная на балку) с обязательным учетом ослабления сечения балки

отверстиями под болты, которое. доходит до 15-20%. В этом случае ,

где, - коэффициент ослабления сечения. Этот вариант расположения стыка приводит к перерасходу металла.

- Вариант 2. Стык располагается в сечении, где M_x M_max. Этот вариант

более предпочтителен по расходу металла.

 

Q_x

q=const

x

x

ребра жесткости x = 0,25ℓ

 

M_x M

 

Q_x

Q

 

 

Стык следует располагать на расстоянии x ≈ 0,25ℓ от опоры, посередине между ребрами жесткости. Для уточненного "x" вычисляются расчетные значения М_x и Q_x.