5.4.3. Соединение поясов балки со стенкой

Соединение поясов балки со стенкой, осуществляется двусторонними поясными сварными швами (n = 2); швы выполняются в заводских условиях автоматической сваркой.

При изгибе балки это соединение предотвращает сдвиг поясов относительно стенки балки, который возник бы при раздельной самостоятельной работе элементов; благодаря соединению сечение становится монолитно работающим.

Сдвигающая сила, приходящаяся на 1см длины балки:

.

Сдвигающая сила стремится срезать поясные швы, поэтому сопротивление швов срезу должно быть не меньше силы Т, тогда необходимый катет шва:

.

Минимальная величина катета шва по табл. 38* СНиП [2] k_f,min = 6 мм ( вид соединения: тавровое с двусторонними угловыми швами; вид сварки: автоматическая; толщина более толстого свариваемого элемента 20 мм). Принимаем k_f = k_f,min = 6 мм.

Предельная длина сварного шва в данном не ограничивается, так как усилие возникает на всём протяжении шва.

5.4.4. Стыки балок

Устраивать монтажный стык нет необходимости, т.к. длина балки L = 15 м < 18 м (см. Приложение 7, п. 4).

Заводские стыки располагаются в местах изменения ширины поясов балки. Листы верхнего (сжатого) пояса соединяются прямым стыковым швом, листы нижнего (растянутого) – наклонным с уклонным 1:2 (см. рис. 5.3). Сварные стыковые швы выполнены с соблюдением всех требований п. 2.2, поэтому они считаются равнопрочными с основным металлом и не рассчитываются.

6.Проектирование колонны

6.1 Формирование конструктивной и расчётной схемы колонны

6.1.1. Конструктивная схема колонны

Колонна состоит из трёх основных частей: оголовка, стержня и базы (рис.6.1, а).

Высота колонны – это расстояние от верха фундамента до точки опирания главной балки:

, где:

H – отметка верха настила рабочей площадки (по заданию) H = 9 м = 9 000 мм,

t – толщина настила: t = 6 мм,

h – высота главной балки: h = 1294 мм,

a_r –выступающая вниз часть опорного ребра: а_r = 15 мм,

h_f – заглубление фундамента относительно нулевой отметки пола.

Чтобы базы колонн не загромождали полезное пространство помещения, их располагают ниже уровня пола на h_f = 0,6…1,0 м. Однако, если производство ориентировано на перспективное развитие и модернизацию, необходимо предусмотреть возможную замену конструкций рабочей площадки и расположить базу выше уровня пола, приняв h_f = 0.

Взяв за основу второй вариант размещения базы (h_f = 0), получим:

.

Рис. 6.1. Конструктивная (а) и расчётная (б) схемы колонны, её поперечное сечение (в).

6.1.2. Расчётная схема колонны

В расчётной схеме колонна представлена стержнем, закреплённым по концам. В п.1.5 было установлено, что закрепление верхнего конца колонны – шарнирно-подвижное; сопряжение колонны с фундаментом – шарнирно-неподвижное (рис 6.1,б). В соответствии с условиями закрепления расчётная длина колонны l_ef равна её высоте H_k.

6.1.3. Нагрузка и тип поперечного сечения

• Нагрузка приложена в центре тяжести сечения колонны, поэтому колонна работает в условиях центрального сжатия. Расчётная величина нагрузки:

,

где Q_max=1080,23 кН– максимальная поперечная сила (опорная реакция ) главной балки.

• Тип сечения колонны: сквозное из двух швеллеров (рис 6.1, в).

Максимально возможная нагрузка для этого типа сечения составляет 2700…3500 кН. При нагрузке до 5500 кН применяется сквозное сечение из двух двутавров; при более значительных нагрузках рациональными оказываются колоны сплошного сечения.

• В сквозной колонне ветви соединены решеткой. Тип решетки – безраскосная из планок.

Этот тип решетки рационально применять при нагрузке до 2000…2500 кН; при большей нагрузке применяется треугольная (раскосная) решетка.