Столбов А.В. Металлические конструкции

Подождите немного. Документ загружается.

мм





Сварные швы, прикрепляющие правые поясные уголки к

фасонке, рассчитываются на усилие

Нпп

2,1 NNN



, если узловая

сила F отсутствует,







cwf



Швы распределяются по обушку и перу обратно

пропорционально расстояниям до оси поясных уголков

мм







;

 

мм







Если размеры фасонки определены ранее, то длина швов

3П

будет известна. В этом случае, задавшись катетом, выполняют

проверку прочности швов

 

ммlk

















102

(3)

 

Пf

ммlk

















102

(4)

При большой длине участков швов





;

ffП





в расчетные формулы (3), (4) подставляется значение



Если к узлу прикладывается сила F, в швах возникают

дополнительные напряжения









где

 

yг

'2 bbl





, см. рис. 20;

– ширина пояса прогона или ширина опорных ребер плит

покрытия.

Если участок швов по обушку в зоне опирания плит или

прогонов отсутствует, то





УГFF

bbl '2

. При подсчете



необходимо также учитывать ограниченность размеров фасонки ( рис.

20, б).

Рис. 20. К расчету сварных швов крепления поясных уголков к фасонкам.

Проверка наиболее напряженных участков швов выполняется по

формуле

cwF





max

где

max



– максимальные напряжения в шве по обушку или перу

от усилия

пg

, подсчитанные по формулам (3) или (4).

Фермы пролетом до 36м разбиваются на два отправочных

элемента. Укрупнительные стыки проектируются в средних узлах так,

чтобы правая и левая части фермы были взаимозаменяемы. С этой

целью фасонка среднего узла разрезается по оси и стыкуется на

монтаже с помощью вертикальных накладок с ребрами (рис.21).

Поясные уголки перекрываются горизонтальной накладкой. В фермах

пролетом 30м в зоне стыка предусматриваются подвески крестового

сечения. Они предотвращают возможные деформации элементов

нижнего пояса во время транспортировки и укрупнительной сборки.

Конструкции укрупнительных узлов верхнего и нижнего поясов

аналогичны.

Площадь горизонтальной накладки

HHH

tbA 

назначается из

условия ее равнопрочности с горизонтальными полками двух поясных

уголков. Аналогично, расчетная площадь вертикальной фасонки

tbA 

yгyг

Фактическая площадь фасонки по сечению





(наиболее

ослабленному сечению фасонки, по которому возможно ее

разрушение) должна быть не менее

. Стык рассчитывается на

центральное загружение силой

 

2п

cos2,1





NNN

, если знаки

усилий в поясе

и раскосе

совпадают, или

2,1 NN



, если

знаки

противоположны.

Рис. 21. Укрупнительный узел верхнего пояса.

Напряжения в элементах, перекрывающих стык

min,y









где

min,y

– минимальное значение расчетного сопротивления

элементов (фасонки или накладки).

Суммарная расчетная длина сварных швов, прикрепляющих

горизонтальную накладку к поясным уголкам с каждой стороны

стыка, определяется по формуле





cwf



где





Швы распределяются на четыре участка: два – вдоль накладки и

два по ее скосам. При этом размеры участков вдоль накладки и по

скосам накладки могут быть различными. Конструктивная длина

каждого из участков принимается на 10мм больше расчетной.

Суммарная расчетная длина сварных швов, прикрепляющих

поясные уголки к вертикальной фасонке, подсчитывается по формуле





cwf



где





Швы по обушку и перу имеют одинаковою длину.

Конструктивная длина каждого участка швов определяется по

формуле

мм





Площадь сечения двух вертикальных накладок, перекрывающих

стык фасонок, должна быть не меньше расчетной площади

вертикальной фасонки. С учетом этого высота

вертикальных

накладок назначается не менее

tA /

, а их толщина

– не менее

. Катет сварных швов, прикрепляющих вертикальные накладки к

фасонке, определяется из условия равнопрочности швов и фасонки

gyg







При шарнирном сопряжении фермы с колоннами стержни

фермы, примыкающие к верхнему опорному узлу, имеют нулевые

усилия. Прикрепление этих стержней осуществляется

конструктивно (рис.22 )

Рис. 22. Крепление фермы к колонне в уровне верхнего пояса.

Податливость фланца обеспечивается небольшой его толщиной и

значительным расстоянием между болтами. Возможно также

крепление верхнего пояса к колонне на болтах. С целью обеспечения

податливости узла диаметр болтов должен быть на 5-6 мм меньше

диаметра отверстий.

Опорное давление фермы передается от опорного фланца

через строганные поверхности на опорный столик (рис. 23). Опорный

фланец крепится к поясу колонны (или надколонника – при опирании

сверху) с помощью болтов. Болты не должны воспринимать опорную

реакцию фермы, поэтому их устанавливают в отверстия большего

диаметра (на 3 – 4 мм). Площадь торца фланца определяется из

расчета на смятие

A 

где V – реакция фермы от постоянной и снеговой нагрузок;

- расчетное сопротивление стали смятию.

Толщина фланца назначается в пределах 16-25 мм, затем определяется

ширина фланца

ффф

tАb /

, которая не должна превышать ширину

пояса колонны. Проверка прочности сварных швов крепления фланца

к фасонке выполняется по формуле







2

где

ммhl

10

;

– высота фасонки, определяемая исходя из размеров швов

крепления опорного раскоса и нижнего пояса фермы.

Рис.23. Опорной узел фермы в уровне нижнего пояса.

Крепление опорного столика к поясу колонны рассчитывается

на воздействие силы 1,2V. Вначале задаются катетом сварных швов и

определяют долю усилия, которую воспринимает лобовой шов

wwfwл

RlkN





где

опw

bl 

;

оп

– ширина опорного столика (опорный столик может иметь

форму трапеции, тогда

оп

в зоне расположения лобовых швов будет

меньше, чем в зоне опирания фланца).

Затем подсчитывается доля усилия, воспринимаемого двумя

фланговыми швами

wлwф

NVN  2,1

и определяется суммарная длина фланговых швов







cwf

wф



Высота опорного столика может быть подсчитана по формуле

мм

ОП





5. Расчет и конструирование ступенчатой колонны

Выбор расчетных комбинаций усилий

Сечения ступенчатых колонн подбираются для каждого участка с

постоянным сечением. Невыгоднейшие комбинации усилий M и N

определяются по данным таблицы расчетных усилий. Для нижней

части колонны, ввиду несимметричности ее сечения, не менее двух

расчетных комбинаций, дающих наибольшие сжимающие усилия в

подкрановой ветви (комбинации с -M) и в наружной ветви

(комбинации с +M). Расчетные комбинации для верхней части

колонны, имеющей симметричное сечение, как правило определяются

однозначно. В противном случае рекомендуется рассмотреть

несколько вариантов расчетных комбинаций и выбрать ту, которой

отвечает большая требуемая площадь сечения.

Определение расчетных длин участков колонны.

Расчетные длины верхней

xв

и нижней

xн

частей колонны в

плоскости рамы подсчитываются по формулам

вxв





;

нxн





где

- длины нижнего и верхнего участков колонны (рис.24);



- коэффициенты расчетной длины для нижнего и

верхнего участков колонны.

Рис. 24

При соблюдении условий

6,0

max,4

max,1









где

max,1

max,4

- устанавливаются по данным таблицы

расчетных усилий, значения коэффициентов



допускается

принимать по табл.18[7].

В иных случаях коэффициент расчетной длины



определяется

по табл.67[7] (для однопролетных зданий с шарнирным сопряжением

ригеля и колонн) или табл.68[7] (для однопролетных зданий с

жестким сопряжением ригеля и колонн), в зависимости от величин:

вн

нв











где

- моменты инерции сечений нижней и верхней частей

колонны;

Коэффициент



во всех случаях определяется по формуле







Расчетные длины участков колонны из плоскости рамы

yв

yн

принимаются равными наибольшему расстоянию между точками

закрепления колонны от смещения вдоль здания

ПБвyв

hll 

;

нyн

ll 

или

нyн

ll 

- при наличии

горизонтальной распорки по всему ряду колонн (рис.24), где

ПБ

высота подкрановой балки.

Подбор и проверка сечения верхней части колонны.

Требуемая площадь сечения определяется из условия устойчивости

верхней части колонны в плоскости действия момента (в плоскости

поперечной рамы)

cye

ТР







где



- коэффициент, принимаемый по табл.74[7] в зависимости

от условной гибкости

yxx





и приведенного относительного

эксцентриситета

xef

mm 



Предварительно можно принять

1

(при определении

коэффициента влияния формы сечения



по табл.73[7]);

xв

42,0





;

35,0



где

- высота сечения верхней части колонны;



- эксцентриситет;



- радиус ядра сечения;

- радиус инерции сечения.

Рис.25

По значению

ТР

подбирается

сечение колонны из двутавра с

параллельными гранями полок или

компонуется сварное сечение

(рис.25). Толщина стенки сварного

двутавра устанавливается из условия

прочности на срез





max

где

- расчетное сопротивление материала срезу;

 

42 

вw

см - высота стенки;

max

- максимальное значение поперечной силы в сечениях

верхней части колонны.

Сечения с толстой стенкой получаются неэкономичными, поэтому

как правило назначается в пределах

 

h 1201601

, но не

менее 6 мм. Требуемая площадь пояса определяется по формуле

 

, wwТРТРf

thAA 

Пояса принимаются шириной

 

yвf

lb  301201

(из условия

устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента)

и толщиной

fТРff

bAt



. Окончательно толщина поясов

назначается с учетом обеспечения их местной устойчивости

(п.7.23*[7])

 



1,036,0 

; (5)

48,0 



где

 

wfef

tbb 

- ширина свеса поясного листа.

При

8,0



или

4



в выражение (5) следует подставлять

значения

8,0



или

4



, соответственно.

Проверка местной устойчивости стенки

yuw





, (6)





















;2,03,235,02,1

;2,015,03,1

;2,11,335,02,1

;2,115,03,1

mпри





Если

10  m

, значения



определяются линейной

интерполяцией между вычисленными при

0m

1m

Неустойчивую стенку при

1

м можно укреплять продольными

ребрами жесткости с моментом инерции

wwsl

thI 

, располагая их

посередине стенки. В этом случае площадь сечения ребер включается

в расчетное сечение колонны, а наиболее нагруженная часть стенки

между поясом и осью ребер рассматривается как самостоятельная

пластинка с расчетной высотой

Если условие (6) не выполняется и

1

м, стенку допускается не

укреплять продольными ребрами жесткости. В этом случае

неустойчивая часть стенки считается выключившейся из работы и

расчетное значение площади сечения при проверке устойчивости

колонны в плоскости действия момента определяется по формуле

 

wredwred

thhAA 

где

 

yuw

uwwred

REkth































;



15,02,1 

- при

5,3



;

725,1k

- при

5,3



;





- условная гибкость стенки.

При

3,2

стенку колонны необходимо укрепить

поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии

 

h35,2

друг от друга. Ширина

поперечных и продольных