Проектирование узла опирания балки настила на главную балку

Схема опирания – приложение 1 «Узел опирания балки настила на главную балку».

Принимаем диаметр болтов ⌀22 мм. Диаметр отверстий под болты ⌀25 мм. Класс точности болтов – В, класс прочности – 5.8 (R_ср = 2000 кг/см², R_см = 4350 кг/см²).

Несущая способность одного болта определяется меньшим значением из следующих 2 формул:

N_ср = π * d_б² / 4 * R_ср = 3,14 * 0,022² / 4 * 2*10⁷ = 7600 кг;

N_см = d_б * δ_min * R_см = 6699 кг.

δ_min  = d_БН = 7мм

Требуемое количество болтов определяется по формуле:

п_б = N / (N_min * γ_b * γ_c) = 5017,2  *1,2/ 1 * 6699 * 1= 0,9;

где N – опорная реакция балки настила;

γ_b – коэффициент условия работы болтового соединения (γ_b = 0,9).

Принимаем количество болтов равным п_б = 2.

Проверка выбранного решения на возможное защемление болта:

Условие незащемляемости болта:

Δ < 2 мм, где Δ – фактическое линейное перемещение крайнего болта, определяемое по формуле:

Δ = 1,6 * (f_max/l₁) * (n_б – 1) * a = 1,6*(0,71477/500)*(2-1)*15 = 0,034 мм < 2 мм

Условие незащемляемости выполняется.

4.13. Конструирование и расчет опорного узла Главной Балки:

Опирание главной балки на колонну – верхнее с торцевым расположением опорного ребра, смотреть приложение 2 «Узел опирания главной балки на колонну».

Такой вариант более предпочтительнее, так как дает более меньший эксцентриситет при неравномерной нагрузки на балки, опирающиеся на колонну:

Определение габаритов условного таврового сечения:

b_ор = b_п^изм = 180 мм;

S = 0,65 * δ_ст * (E / R_y)^½ = 0,22 м;

δ_ор = N / (b_ор * R_см) = 82477,5/ (2 * 9 * 3550) = 14 мм.

Принимаем δ_ор = 14 мм.

Проверка устойчивости условного таврового элемента:

l_р = μ * h_ст = 1 * 1,4 = 1,4 м;

А^t = 2 * (b_ор * δ_ор + δ_ст * (S + δ_ор /2)) = 2 * (9 * 1,4 + 1,1 * (22 + 1,4/2)) * 0,226 = 75,14см²;

I^t = (b_ор³ * δ_ор + S * δ_ст³) / 12 = 817,7986 см⁴;

r = (I^t / А^t)^½ = 3,299 см;

λ = l_р / r = 1,4 / 0,042 = 33,2;

ϕ = 0,9 (табл. 72 СНиП);

σ = N / (ϕ * А) ≤ R_y * γ_c;

σ = 82477,5 / (0,9 * 75,14) = 1219,61 кг/см² ≤ 2421 кг/см².

Условие прочности выполняется.

Проверка прочности сварного шва:

l_w = h_ст – 2Δ – 10мм = 1400 – 2*60 – 10 = 112 см;

где l_w – длина сварного шва;

Δ – расстояние от полок главной балки до сварного шва.

k_f^тр = 1,2 * δ_min = 1,2 * 11 = 13,2 мм = 1,32 см

Принимаем катет сварного шва равным k_f = 14 мм.

σ = N / (2 * β_f * k_f * l_w) ≤ R_wf * γ_c;

σ = 824755,5 / (2 * 112 * 1,5 * 0,7) = 175,34 кг/см² ≤ 1850 кг/см².

Условие прочности выполняется.