- •Москва – 2004 Содержание
- •Введение
- •Исходные данные
- •1.Компоновка балочной клетки
- •1.1. Состав балочной клетки
- •Балки настила
- •Главные балки
- •Колонны
- •1.2. Настил балочной клетки
- •1.3. Балки настила
- •1.4. Главные балки
- •Поперечный разрез
- •1.5. Колонны
- •2.Материалы для конструкций и соединений
- •2.1. Механические характеристики стали
- •Механические характеристики стали
- •2.2. Расчётные характеристики сварных соединений
- •2.2.1. Виды сварки
- •2.2.2. Сварочные материалы
- •2.2.3. Виды сварных швов и сварных соединений
- •2.2.4. Расчётные сопротивления угловых сварных швов
- •Расчетные сопротивления сварных соединений
- •Условные обозначения сварных швов лобовой шов
- •Заводские
- •2.2.5. Конструктивные требования к угловым швам
- •2.2.6. Расчётные сопротивления стыковых сварных швов
- •3.Расчёт листового несущего настила
- •3.1. Расчётная схема настила
- •3.2. Определение толщины настила
- •3.3. Расчёт сварных швов крепления настила
- •4.Расчёт балок настила
- •4.1. Сбор нагрузок на балку настила
- •Нагрузки на балку настила, кН/м
- •4.2. Определение внутренних усилий в балке настила
- •4.3. Подбор и проверка сечения балки настила
- •5.Расчёт и конструирование главных балок
- •5.1. Сбор нагрузок и статический расчёт
- •5.2. Компоновка поперечного сечения балки
- •5.2.1. Определение размеров стенки
- •5.2.2. Определение размеров полок
- •5.2.3. Размеры поперечных рёбер жесткости
- •5.2.4. Изменение сечения балки по длине
- •5.3. Проверка прочности, жесткости и устойчивости балки
- •5.3.1. Геометрические характеристики сечения балки
- •Геометрические характеристики уменьшенного сечения
- •5.3.2. Проверка прочности балки
- •5.3.3. Проверка жесткости балки
- •5.3.4. Проверка общей устойчивости балки
- •1) В середине пролета балки, где интенсивно развиваются пластические деформации.
- •5.3.5. Проверка местной устойчивости полки балки
- •5.3.6. Проверка местной устойчивости стенки балки
- •1. В середине пролёта
- •2. В некоторой опасной точке «2», положение которой следует определить
- •5.4. Расчёт и конструирование узлов соединения элементов балки
- •5.4.1. Опорный узел
- •1) По таблице 72 сНиП [2] (см. Приложение 6) путём интерполяции:
- •2) По формулам (8), (9), (10) сНиП [2]:
- •В) расчёт сварных швов крепления опорного ребра к стенке балки
- •5.4.2. Сопряжение главной балки и балки настила
- •5.4.3. Соединение поясов балки со стенкой
- •5.4.4. Стыки балок
- •6.Проектирование колонны
- •6.1 Формирование конструктивной и расчётной схемы колонны
- •6.1.1. Конструктивная схема колонны
- •6.1.2. Расчётная схема колонны
- •6.1.3. Нагрузка и тип поперечного сечения
- •6.2. Подбор и проверка сечения колонны
- •6.2.1. Общие положения
- •6.2.2. Определение номера профиля
- •6.2.3. Проверка устойчивости ветви
- •6.2.4. Определение расстояния между ветвями
- •6.3. Расчёт соединительных планок
- •6.3.1. Размеры и расположение планок
- •6.3.2. Определение внутренних усилий и проверка прочности планок
- •6.3.3. Проверка прочности сварных швов крепления планок
- •6.4. Расчёт и конструирование оголовка колонны
- •6.5. Расчёт и конструирование базы колонны
- •6.5.1. Назначение и конструктивное решение базы колонны
- •Диафрагма жесткости
- •6.5.2. Расчёт опорой плиты
- •6.5.3. Расчёт траверсы
- •Список литературы
Условные обозначения сварных швов лобовой шов
стыковое
угловое
тавровое
нахлёсточное
сварные
швы
монтажные
стыковые
угловые
фланговые
швыЗаводские
Рис.
2.1.
Виды сварных соединений.
Технологические
планки
Корень
шва
Подварка
корня шва
Рис.
2.2.
Расчётные сечения угловых швов.
Рис.
2.3.
Выполнение стыковых швов.
2.2.5. Конструктивные требования к угловым швам
Для угловых швов должны соблюдаться требования п. 12.8 СНиП [2]:
Принимаемый катет шва kf должен находиться в интервале между минимально и максимально допустимыми его значениями:
kf,min kf kf,max
Минимальный катет шва kf,min определяется по табл. 38* СНиП [2] в зависимости от вида соединения, вида сварки и наибольшей толщины соединяемых элементов tmax (см. Приложение 3).
Максимальный катет шва kf,max = 1,2 tmin , где tmin – наименьшая толщина соединяемых элементов.
Расчётная длина шва должна быть не менее установленной минимальной величины:
lw 4kf , lw 40 мм.
Во фланговых швах напряжения по длине распределены неравномерно, поэтому расчётная длина фланговых швов ограничивается максимальной величиной: lw 85 fkf .
Исключение составляют швы, в которых усилия возникают по всей длине (например, поясные швы в балках).
Расчётная длина шва принимается меньше его фактической на 10 мм за счёт снижения качества сварки (появления непроваров и кратеров) на концах шва (п. 11.2 СНиП [2]).
Из двух швов с одинаковой несущей способностью более экономичным является шов с меньшим катетом и большей длиной.
При выборе расположения швов следует избегать их пересечений, так как в местах пересечения возникает нежелательная концентрация напряжений.
2.2.6. Расчётные сопротивления стыковых сварных швов
Если для сварки выбраны материалы, соответствующие марке стали, то в соответствии с табл. 3 СНиП [2] стыковые швы считаются:
при сжатии – равнопрочными основному металлу (расчётное сопротивление шва Rwf=Ry);
при растяжении – имеющими прочность, на 15% меньшую прочности основного металла (расчётное сопротивление шва Rwf = 0,85 Ry).
Если при этом швы выполнены с полным проваром (осуществлена подварка корня шва, см. рис. 2.3,а) и на полную длину элемента (концы шва выведены на технологические планки, которые затем удаляются, см. рис. 2.3,б), то проверка прочности требуется только для растянутых швов. Её можно не производить, если:
осуществляется контроль качества шва физическими методами, например, ультразвуковым (очевидно, что такой контроль возможен только для заводских швов);
шов выполняется с уклоном 2:1, в результате чего увеличивается его расчётная длина (этот способ используется в основном для монтажных швов).
При соединении листов разной толщины или ширины для более равномерной передачи усилий делается скос кромок с уклоном не более 1:5.
3.Расчёт листового несущего настила
3.1. Расчётная схема настила
Проектирование конструктивных элементов включает 7 последовательно выполняемых этапов (Приложение 7, п. 1).
Конструкция несущего настила состоит из стального листа, уложенного на балки и приваренного к ним. Приварка настила исключает перемещение балок настила при его прогибе под нагрузкой, из-за чего в настиле возникают растягивающие цепные усилия Н. Эти усилия улучшают работу настила под нагрузкой, что выражается в снижении его прогиба.
Приварка настила, кроме того, создаёт эффект его частичного жесткого защемления на опорах. Это означает, что при действии нагрузки появляются изгибающие моменты на опорах, а момент в пролёте снижается. Однако по причине неопределённости это защемление не учитывается (в запас жесткости) и опирание настила принимается шарнирно-неподвижным в предположении, что в его опорном сечении может образоваться пластический шарнир.
Рис.
3.1.
Конструктивная (а) и расчётная (б) схемы
настила.