- •Курсовой проект
- •Расстановка колонн в плане
- •Выбор оптимальной схемы ячейки балочной клетки
- •Расчет стального настила
- •2.3 Расчет балок настила
- •2.4 Расчет второстепенной балки
- •2.5 Расчет прикрепления настила к балкам настила
- •2.6 Обоснование выбора схемы балочного перекрытия
- •3 Расчет и конструирование главной балки
- •3.1 Определение расчетной схемы главной балки и расчетных усилий
- •3.2 Определение высоты главной балки
- •3.3 Подбор и проверка сечения главной балки
- •3.4. Изменение сечения главной балки
- •3.5 Проверка общей устойчивости балки
- •3.6 Проверка местной устойчивости стенки
- •3.7 Проверка прочности поясных швов
- •3.8 Конструирование и расчет опорной части главной балки
- •3.9. Конструирование и расчет монтажного стыка главной балки
- •3.9.1 Сварной стык
- •3.9.2 Стык на высокопрочных болтах
- •3.10 Проектирование примыкания балок настила к главной балке
- •4 Расчет и конструирование колонны
- •4.2 Подбор и проверка сечения колонны
- •4.4 Конструирование и расчет базы колонны
- •4.4.1 Определение размеров опорной плиты в плане
- •4.4.2 Определение толщины опорной плиты
- •4.4.3 Определение высоты траверсы
- •4.4.4 Проверка прочности траверсы
3.9. Конструирование и расчет монтажного стыка главной балки
Укрупнительный стык главной балки делит ее на две отправочные марки и устраивается в середине пролета. В курсовой работе стык проектируем в двух вариантах: сварной и на высокопрочных болтах.
3.9.1 Сварной стык
Конструирование сварного стыка заключается в выборе способов разделки кромок, определении зазоров в стыке, определении последовательности наложения швов.
Чаще всего монтажный стык выполняют на строительной площадке без физических методов контроля качества швов. Стык сжатого пояса проектируется прямым, а растянутого пояса – косым с уклоном 1:2, чтобы сварной шов был равнопрочен основному металлу. Поясные швы не доводят до линии стыка на 500 мм для снижения усадочных напряжений.
Для снижения усадочных напряжений при сварке швы выполняются в определенном порядке. Вид сварного стыка главной балки и порядок наложения швов представлен на рисунке 13.
Рисунок 15 – Монтажный сварной стык главной балки
3.9.2 Стык на высокопрочных болтах
Конструирование стыка заключается в выборе диаметра болтов, их вертикального и горизонтального шагов, в назначении размеров накладок, способа обработки соединяемых поверхностей. При конструировании стыка используются болты диаметром d = (2030) мм.
Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяется по формуле:
Qbh = , (85)
где Rbh – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта,
равным Rbh = 0,7 Rbun
где Rbun – нормативное сопротивление стали болтов, принимаемое
по таблице 16 приложения 1МУ, принимаем равным
1100МПа,
μ и γh – коэффициенты трения и надежности, принимаемые по таблице
17 приложения 1 МУ , принимаем равными 0,58 и 1,35 соот
ветственно;
γb – коэффициент условий работы , принимаемый в зависимости от
количества n болтов в соединении(γb =0,8 при n<5; γb =0,9 при
5≤n<10; γb =1 при n≥10), принимаем равным 1;
Abn – площадь болта нетто, определяется по таблице 18 приложения 1МУ.
Принимаем болт из стали Х40 «Селект» d = 20 мм, способ обработки поверхностей дробеструйный двух поверхностей с консервацией, площадь Abn =2,45 см2
Rbh = 0,7 1100 = 770 МПа
Qbh = = 81 кН
Стык поясов
Необходимое количество высокопрочных болтов для крепления накладки в стыке поясов вычисляют по формуле:
n = , (86)
где Nf - усилие в поясе, вычисляем по формуле
Nf = , (87)
где М – полный изгибающий момент в месте стыка,
Mw – момент, воспринимаемый стенкой, вычисляется по формуле:
Mw = , (88)
mтр – количество поверхностей в стыке.
= = = 0,000486 м4
Mw = = 243,78 кН·м
Nf = = 1170,745 кН
n = = 7,23
Принимаем 10 болтовых соединений в одну сторону стыка.
Сечение накладок принимается таким образом, чтобы суммарная площадь их сечения была бы не меньше площади поперечного сечения пояса.
bн·tн + 2·b*н·tн ≥ bf·tf
bн = bf =400 мм
tн ≈ tf/2 = 14/2 = 7 мм
Примем 8 мм
b*н ≤ bef - kf – 5мм = (400- 8)/2 -7- 5 = 184мм
Из условия размещения 2-х болтов на свесе полки
-двух болтов
Условие выполняется.
- трех болтов
Оставляем 3 болта на свесе.
Расстояние между центрами болтов «а» и от края элемента до центра первого болта «а*» принимают кратным 5 мм.
аmin = 2,5dотв = 2.5∙18 = 45 мм, принимаем 45 мм
аmax = 8dотв = 8∙18= 144 мм, принимаем 140 мм
a* min = 1,3dотв = 1,3∙18 = 23,4 мм, принимаем 25 мм
a* max = 4dотв = 4∙18 = 72 мм, принимаем 70 мм.
Принимаем b*н= 150мм
Сечение накладок принимается таким образом, чтобы суммарная площадь их сечения была бы не меньше площади поперечного сечения пояса.
bн·tн + 2·b*н·tн ≥ bf·tf
t*н>= 8
Принимаем tн = 8мм
Длина накладок назначается из условий размещения болтов.
Рисунок 16 – Стык главной балки на высокопрочных болтах
Стык стенки
Размеры накладок, перекрывающих стенки, назначаются из условия:
2hвнtвн ≥ hwtw
(89)
hвн = hw-2·tн-2·8= 900-2·8-16=868 мм, принимаем hвн=760 мм
,
(90)
Принимаем tвн = 6 мм
2·860·6=10320 ≥ 800·8=6400
Количество вертикальных рядов по одну сторону стыка принимается
m ≥ 2. Количество болтов в одном ряду должно быть четным.
Усилие в наиболее нагруженном (крайнем от нейтральной оси) болте в стыке стенки от изгибающего момента равно:
Nmax = ,
(91)
где hmax – расстояние между крайними в вертикальном ряду болтами;
hi – расстояние между парами симметрично расположенных относи
тельно нейтральной оси болтов.
= 101,575 кН
Проверка прочности стыка стенки заключается в выполнении условия:
Nmax ≤ Qbhγcmтр,
(92)
Nmax = 101,575 < 8112 = 162 кН - условие выполняется .