Строительные лаги  Справочник 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

среднее касательное напряжение

T = QmMtBtB= 470/86-1=5,47 кН/см2 = 54.7 МПа.

Определяем критическое нормальное напряжение Ост, предварительно вычислив коэффициент защемления стенки б по формуле (77) СНиП И-23-81*:

b = p(bilhei) ( /W = 0,8 (18/86) (2/1)= 1,34,

условная гибкость стенки

Iw = dltVRv/E = 86/1 230/2,06-10» = 3,2К 6,

По табл. 4.2 при 6 = 1,34 принимаем по интерполяции коэффициент Ссг=32,1; по формуле (4.18) критическое нормальное напряжение

о =с /? Д?„ = 32,1-230/3,21- = 7,16 МПа,

Определяем критическое касательное напряжение Тсг по формуле (4.19), предварительно вычислив

ц = а/Ло= 1,5/0,86= 1,75;

с/ = Яи, = 3,21; /?,= 135МПа;

тогда

/ 0,76 \ 135 Т.= 10.3(.+-)-= 168 МПа.

Проверяем устойчивость стенки по формуле (4.17) при отсутствии местных напряжений (о/ое-0):

V(o/Ocr)- + (т/Тег) = /(128/716) + (54.7/168) = 0.372 < Ус = 1;

следовательно,стенка устойчива; принятая по конструктивным требованиям расстановка ребер жесткости через 1,5 м удовлетворяет условиям обеспечения устойчивости стенки.

Расчет опирания главной балки на колонну. Главная балка опирается на колонну сверху и крепится к оголовку на болтах (рис. 4.9, а). Опорный торец балки пристроган. Опорная реакция балки Q=617kH.

Так как балка опирается на оголовок колонны пристроганной площадью торцевой части нижнего пояса, то проверку торца балки на смятие не проводят. В этом случае делают расчет на смятие торцов опорных ребер и проверку опорного участка балки на устойчивость из плоскости балкн как условного опорного стержня, в площадь сечения Ар которого включаются опорные ребра

ТОРЕЦ СТРОГАТЬ

ОЛТЫ02О ОТВ,023

Рнс. 4.9. Опиранне сварной балки на колонну

а-на оголовок колонны сверху; б - на опорный столик сбоку колонны

ичастьстенки балки шириной поА = 0,65/ш j/f/i?!/ в каж-дую сторону. . fJ

Рассчитываем опорные ребра на смятие торцевой по- п\ верхности при действии =617кН. Требуемая площадь смятия \

pd = f ?pYc= 617/34,5= 18 см«,

где ;?p=/?„„/v„=355/1,025=345 МПа=34,5 кН/см2;

Vc=l-

Принимаем опорные ребра толщиной /„ = 20 мм, тогда

ширина одного ребра должна составить brs=Apd/2trs = = 18/2-2=4,5 см. Назначаем ребра шириной 9 см. С учетом среза угла на 4 см расчетная ширина ребра по торцу смятия =9-4=5 см (см. сеч. 2-2 на рис. 4.9), а общая площадь смятия двух ребер Лр=2-5-2= = 20 см2>Лрй = 18см2.

Проверяем прочность на срез сварных швов, прикрепляющих опорные ребра к стенке. Назначаем толщину швов fef = 6MM. В этом случае расчетную длину одного шва принимаем не более /«, = 85Pffef = 85-0,7-0,6=36см. Напрял<ение срезу швов по металлу шва

а = FlAw = 617/60,4 = 10,2 кН/см = 102 МПа <3 <Rw]ywl Yo= 180 МПа, где a, = 4/jj,P/ft/ = 4-36-0,7-0,6 = 60,4 см;

проверка напряжений по металлу границы сплавления

(J=f/jj, = 617/60,4= 10,2 кН/см2= 102 МПа < < Rwf ywf Ус = 180 МПа, де ш=4/а,Р = 4-36-0,7-0,6 = 60,4 см,

Лш = 4Ргй ш=4-0,6-51,2= 123 см, где /, = 85РгА/ = 85-1-0,6=51,2 ш<Н=86 см.

а = 617/123 = 5.02 кН/см2 = 50,2 МПа < ушг Vc = = 165-1-1 = 165 МПа.

Проверяем устойчивость опорного участка балки (рис. 4.9, а)

о, = /ФЛ = 617/0,96-69,5 = 9,24 кН/см2 = 92 4 МПа < <:КуУс = 230 МПа,

где /1=2-9-2-ЬД Р-Ь12-1 + 2-1 = 69,5 см; ф - коэффициент продольного нзгнба условного опорного стержня, принимаемый по гибкости X=hw/ioa=--hw/ у JalAs относительно оси У1-Ух; U- = / 1152/69,5 = 4,07 см; /,= [2(2-9-Ц) V12]-f [(12-f 19,5) 1V12] = = 1152 см\- ,=86/4,07=21,1; Д = 0,65-/,„/£ ?„=0,65-1 -/2,06X X10V230= 19,45 см«19,5 см.

По табл. 1 прил. IV ф = 0,961. Так как as = 92,A<Ryyc = =230 МПа, то условие устойчивости опорной части балки удовлетворяется.

Пример 4.2. Задание: требуется рассчитать опорное ребро главной сварной балки и опорный столик при свободном опирании балки на колонну сбоку (рис. 4.9,6),

возможен также вариант опирания опорного ребра балки сверху колонны (см. рис. 5.6). Опорная реакция Q = = 617 кН (по примеру 4.1).

Решение. Определяем площадь смятия торца опорного ребра из формулы

Ар = FIRp = 617000/320 (100) = 19,5 см.

Принимаем ребро 200X10, Л =20-1 = 20 см2.

Прикрепление опорного ребра к стенке проектируем двусторонними швами полуавтоматической сваркой проволокой марки СВ-08Г2. По табл. 3.2 р, = 0,9 и рг=1.0б. Расчетное сопротивление/?а, = 215МПа (табл. 2 прил. II) и/?щ,г=0,45-365= 165 МПа. Вычисляем наименьшее произведение (Rw)\ =0,9-215= 193 МПа, что больше ,R,= \,Ob-165 = 173 МПа = 17,3 кН/см.

Находим наименьшее значение катета сварного шва по границе сплавления при ограничении длины шва величиной (85pzfef)

V 2-85Rwz 1.05 V 2-85-16,5

Рг V 2-85Rwz 1.

Принимаем толщину сварных швов, прикрепляющих ребро к стенке балки, fef=5 мм (что соответствует требованиям табл. 3.3) и проверяем напряжение среза по металлу границы сплавления

т = fkf = 617 000/1,05-0,5-2-44,7 = = 13100 Н/см? = 131 МПа < Рг«шг= 173 МПа, где /„<85Рг*/ = 85-1,05-0,5 = 44,7 см<йш=86 см.

Болты назначаем конструктивно диаметром 20 мм. Проверяем опорный участок балки на устойчивость (рис. 4.9,6):

Ооп = Q/Фоп < Ry Ус,

Лоп = 20-1 -f 19,45-1 -1 = 39,5 см; = (1-203/12) + (19,5- IV12) =568 см*.

io = YjonlAon = /668/39,5 = 4,1 см; Х = 86/4,1 = 21; ф = 0,961; т. е. 00 = 617 000/0,961-39,5= 16300 Н/см = = 163 МПа <Ryyc = 230 МПа. Следовательно, условие расчета на устойчивость удовлетворяется.

Расчет крепления опорного столика. Определяем длину опорного столика сбоку колонны. Принимаем катет швов с двух сторон: kf=\2 мм. Тогда с учетом коэффициента А = 1,3, учитывающего возможность неравномерной передачи опорного давления, длина опорного столика будет (при ручной сварке)

lw=lu> (l,3F/2f,fkfR,yc)= I,3.6I7/2.0,7-1,2-18.1 = 26,5 см,

где Р,Л„,«180 0,7=126 МПа<РгЛ„1= 1 • 165 МПа, поэтому в расчете учтено (p/?w)m/n»»126 МПа. С учетом непровара по концам принимаем длину опорного столика »=30 см.

§ 6. НОВЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В основу создания новых конструктивных форм балочных конструкций положены принципы повышения их технико-экономических показателей благодаря применению новых эффективных материалов и конструктивных форм. К ним относятся (рис. 4.10):

бистальные балки, т. е. балки, у которых наиболее напряженные участки поясов выполняются из стали повышенной прочности, а вся стенка и менее напряженные участки поясов (вблизи опор) выполняются из малоуглеродистой стали;

балки из алюминиевых сплавов как прокатные двутаврового и швеллерного сечения, так и составные из листов и уголков (в основном клепаные);

предварительно напряженные балки, позволяющие с помощью предварительного напряжения уменьшить расход металла на балку на 10-20 7о. а стоимость конструкции - на 5-12%, снизить строительную высоту балки и добиться некоторых других положительных показателей;

балки с Гибкой стенкой, в которых используются закритическая работа стенки; балки как бы превращаются в раскосную ферму, в которой роль растянутых раскосов выполняют растянутые участки стенки, а роль сжатых стоек -ребра жесткости, В результате этого эффекта можно достичь экономии металла;

балки с перфорированной стенкой, образующиеся разрезкой стенки двутавра по зигзагообразной линии с последующей раздвижкой половинок и сваркой встык частей двутавров по выступам стенки (рис 4,10, г). Несущая способность таких сквозных двутавров в 1,3-1,5 раза выше несущей способности исходного двутавра, достигаемой за счет их большей высоты;

балки с гофрированной стенкой, у которых тонкая стенка имеет вертикальные волнообразные выступы, повышающие ее устойчивость, и в результате значительного уменьшения толщины стенки достигается экономия стали на балку.

Совершенствование конструкций балок, выполняемых в ЦНИИСК им. В А Кучеренко, ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова, МИСИ им. В. А. Куйбышева и других институтах, направлено на дальнейшее снижение металлоемкости балок и повышение их технико-экономической эффективности.

[a=(i...tj5)hw

				Г II

Рис, 4.10. Эффективные конструкции бклок

а - предварительно напряженные; б - тонкостенные; в - с гофрированной Ётенкой; г-с перфорированной стенкой

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71