Расчет элементов балочной клетки

Расчет и конструирование элементов балочной клетки

1. Расчет настила

При жестком закреплении сравнительно тонкого настила на неподвижных опорах конструкция настила рассчитывается на прогиб с распором. Размеры настила приближенно вычисляются из условия заданного предельного прогиба по формуле:

, где:

 - пролет настила;

 - толщина настила;

 - отношение пролета настила к его предельному прогибу (величина, обратная предельному значению относительного прогиба конструкции), для стального настила рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей ;

 - приведенный модуль упругости стали:

 (

μ=0,3 - коэффициент Пуассона для стали);

 - нормативное значение нагрузки, воспринимаемой настилом.

Настил воспринимает полезную нагрузку и собственный вес.

Исходя из значения проектной нагрузки =25 кН/м², зададимся оптимальной толщиной настила =6 мм и определим значение нормативной нагрузки:

 25+78.5·0.006=25.47 кПа

(ρ=7850 кг/м³ - объемный вес стали)

Определим предельное отношение пролета настила к его толщине:

 (4·150/15)·(1+(72·2260000)/((150^4)·0.25471))=90.48 см= 90.4765 ·0.6=54.29

Принимаем настил шириной 540 мм и толщиной 6 мм.

Для расчета сварного шва, крепящего настил к балке, определяем силу распора по формуле:

,

где =1,2 - коэффициент надежности по нагрузке для действующей равномерно распределенной нагрузки при полном нормативном значении нагрузки >200 кгс/м² (по п. 3.7. [2]).

 1.2·((3.14^2)/4)·((1/150)^2)·2260000·0.6=178.26 кг/см

2. Сварные соединения

1)      по металлу шва:

, где:

=178.3 кг/см

=0,7 - коэффициент глубины проплавления шва (по табл. 34*[1] для ручной сварки);

=1 см - длина сварного шва (ширина полоски настила, закрепленной неподвижными шарнирами);

расчетное сопротивление металла шва сварного соединения с угловыми швами для электрода типа Э-50 по табл. 56 [1];= 2200 кг/см²

=1 - коэффициент условий работы сварного шва;

=1 - коэффициент условий работы конструкции по табл. 6* [1].

Из условия прочности углового шва на срез определяем расчетную высоту катета сварного шва:

 178.26 /(2200·1·1·0.7·1)=0.12 см

2)      по металлу границы сплавления:

, где:

=1 - коэффициент глубины проплавления шва (по табл. 34*[1] для ручной сварки);

 0.45·5000=2250 кг/см²

- расчетное сопротивление металла границы сплавления сварного соединения с угловыми швами (по табл. 3 [1]);

=1 - коэффициент условий работы сварного шва.

Определяем расчетную высоту катета сварного шва:

 178.261568/(2250·1·1·1·1)=0.08 см

В соответствии с конструктивными требованиями к сварным соединениям катеты угловых швов для ручной сварки при толщине свариваемых элементов 11-16 мм должны быть не менее 0,6 см.

Принимаем катет сварного соединения =0,6 см.

3.     
Расчет балок настила

3.1    Сбор нагрузок и статический расчет

БН рассчитывается как частный случай в виде простой однопролетной балки на двух опорах, которыми на расчетной схеме выступают ВБ.

БН воспринимает нагрузки:

полезная Pn=25 кН/м²

- собственный вес настила gn=78.5·0.006=0.47 кН/м²

- собственный вес балки настила , который в первом приближении принимаем равным 2% от полезной нагрузки: gn=25·0.02=0.5 кН/м²

Для определения интенсивности распределенной нагрузки, действующей на БН, все нагрузки приводим к погонным, учитывая, что ширина грузовой площади равна шагу БН:=0.53 м

Нормативное значение нагрузки на БН:

 (25+0.471)·0.54=13.75 кН/м²

Расчетное значение нагрузки на БН:

 (25·1.2+0.471·1.05)·0.54·1.05=17.29 кН/м²

где: =1,2 - коэффициент надежности по внешней нагрузке;

=1,05 - коэффициент надежности по нагрузке для металлических конструкций (п. 2.2 [2])

Максимальный изгибающий момент:

 (1.03·17.290 ·3.7^2)/8=30.48 кН*м

Максимальная поперечная сила:

 (17.29 ·3.7)/2=31.99 кН

3.2    Подбор сечения.

Расчет на прочность разрезных балок сплошного сечения из стали с пределом текучести до 5400 кгс/см², несущих статическую нагрузку, выполняем по формуле 39 [1]:

, где:

=1,1 - принятый в первом приближении коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций в элементах конструкций и зависящий от формы сечения по табл. 66 [1];

=3400 кгс/см² - расчетное сопротивление по пределу текучести для стали С345;

=1 - коэффициент условий работы конструкции по табл. 6* [1].

Требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки:

 30.4758 ·100·100/(1.1·3400·1.1)=74.08 см³

Требуемый момент инерции поперечного сечения балки из условия обеспечения жесткости:

В силу незначительности возникающих в балке внутренних усилий, она может быть прокатной.

По сортаменту прокатных профилей СТО АСЧМ 20-93 подбираем двутавр №16Б2 с характеристиками

3.3    Проверка сечения по касательным напряжениям

Значения касательных напряжений в сечениях изгибаемых элементов должны удовлетворять условию п. 5.12 [1]:

, где:

=31.987 кН - максимальная поперечная сила;=0.58*Ry=0.58·3400=1972 кг/см² - расчетное сопротивление стали по сдвигу по табл. 1* [1].

 31.98 ·100/(16·0.5)=399.84 кг/см² < 1972*1.1=2169.2 кг*см

условие выполнено, т.е. опорные сечения БН удовлетворяют условиям прочности по касательным напряжениям.

3.4    Проверка прогиба

Произведем расчет по II группе предельных состояний, который для изгибаемых элементов состоит в определении вертикального относительного прогиба элемента и сравнении его с предельно допустимым.

Относительный прогиб однопролетной балки под равномерно распределенной нагрузкой определяем по формуле 7.18а [2]:

 (5·13.75434·(3.7·100)^3)/(384·2.1·(10^6)·869)=1/201,1

где:

l =370 см - пролет БН;

Вертикальный относительный прогиб элементов не должен превышать допустимого прогиба для балок рабочих площадок производственных зданий при отсутствии крановых путей по табл. 40* [1]: [f/l]=1/200.

 - условие выполнено, т.е. сечение БН удовлетворяет требованиям жесткости.

4. Конструирование и расчет главной балки

.1 Сбор нагрузок и статический расчет

Сосредоточенные силы от ВБ можно представить в виде равномерно распределенной нагрузки, т. к. их число больше трех. Ширина грузовой площади равна шагу колонн в поперечном направлении - b=4,1 м. ГБ воспринимает нагрузки:

полезная Pn=25 кН/м²

- собственный вес настила qn=78.5·0.006=0.47 кН/м²

- собственный вес балок настила g1n=(15.8/100)/0.54=0.29 кН/м

собственный вес главной балки ,

 ((7.85·9.532 ·4.5)/(3.2·10^4))·1.15·12.1=0.15 т/м

c=4,5 - теоретическая весовая характеристика

y=1,15 - строительный коэффициент веса

Нормативное значение нагрузки на ГБ:

 (25+0.471+0.292)·3.7+1.46=96.79 кН/м

=9.53 т/м-нагрузка погонная на балку без учета собственного веса

Расчетное значение нагрузки на ГБ:

 (25·1.2+0.471·1.05+0.29 ·1.05)·3.7+1.46·1.05=115.5 кН/м

Максимальный изгибающий момент:

 (115.4995 ·12.1^2)/8=2113.79 кН*м

Максимальная поперечная сила:

 (115.499 ·12.1)/2=698.77 кН

4.2 Компоновка составного сечения

Главная балка проектируется составной вследствие значительности возникающих в ней усилий.

Определение размеров стенки.

Минимальный требуемый момент сопротивления сечения ГБ в соответствии с п. 5.12 [1] из условия прочности:

,

где: М - максимальный изгибающий момент,

=1,1 - коэффициент условий работы для сварных сплошных балок;

 2113.7862 ·100·100/(3200·1.1)=6005.07  cм³

Минимальный требуемый момент инерции сечения из условия жесткости ГБ в соответствии с требованием обеспечения допустимого прогиба балки, который для главных балок рабочих площадок при отсутствии крановых путей составляет [f/l]=1/400:

 (2000·96.78 ·(12.1·100)^3)/(384·2.1·10^6)=425250.62 cм

Минимальная высота стенки ГБ из условия жесткости:

 2·425250.61 /(6005.07463526476)=141.63 cм

,

где: k =1,15 - коэффициент, зависящий от конструктивного оформления балки, для сварных балок;

 - гибкость стенки, которую принимаем ориентировочно равной 150;

= (1.15)·(6005.07 ·150)^(1/3)=111.06 cм

Оптимальная высота стенки ГБ без учета гибкости:

= (1.15)·(6005.074 /1)^(1/2)=89.12 cм

где:  - толщина стенки, которую примем ориентировочно равной 1,0 см;

Принимаем следующее значение высоты стенки: =120 см.

Минимальная толщина стенки ГБ из условия ее работы на касательные напряжения (при опирании разрезной сварной балки с помощью опорного ребра):

 1.5·698.77 ·100/(1856·120)=0.47 cм

=0.58*Ry=0.58·3200=1856 кг/см² - расчетное сопротивление стали по сдвигу по табл. 1* [1].

Толщина стенки:

 120/150=0.8 cм

Принимаем толщину стенки равной 1 мм.

Определение размеров полок.

Примем ориентировочно толщину полок равной 20 мм, тогда высота всего сечения ГБ:  120+2+2=124 cм

Момент инерции сечения:

 6005.074 ·124/2=372314.63 cм

Момент инерции стенки ГБ:

 (1·120^3)/12=144000 cм

Требуемый момент инерции сечения одной полки ГБ относительно нейтральной оси балки:

 (372314.6 -144000)/2=114157.31 cм

Площадь сечения одной полки ГБ (моментом инерции полки относительно собственной оси пренебрегаем)

Где:

 124/2=62 cм

расстояние от нейтральной оси балки до собственной оси полки;

 4·114157.3 /((124-2)^2)=30.68 cм²

Принимаем полки ГБ из стали толщиной 20 мм и шириной 250 мм.

По табл. 30 [1] отношение ширины свеса сжатого пояса к толщине должно удовлетворять условию:

,

где:  25/2-1/2=12 cм

расчетная ширина свеса поясных листов;

 0.5·((2.1·10^6)/3200)^0.5=12.81 cм

принятые размеры полки ГБ удовлетворяют условиям местной устойчивости.

Проверка прочности сечения главной балки.

4.3 Конструирование и расчет монтажного стыка

Монтажные стыки выполняют при монтаже балки в местах ее членения на отдельные отправочные элементы, удовлетворяющие требованиям транспортирования.

Монтажный стык выполняем в среднем отсеке балки на расстоянии 4.59 м от опоры. Определим внутренние усилия в этом сечении.

Изгибающий момент:

 115.499 ·12.1·4.59/2 - (115.499 ·4.59^2)/2=1990.69 кН*м

Поперечная сила:

 115.4995 ·12.1/2 - (115.4995 ·4.59)=168.63 кН

Изгибающий момент, воспринимаемый всем сечением балки, распределяется между поясами и стенкой пропорционально их жесткости.

Изгибающий момент, воспринимаемый стенкой:

 1990.68 5·144000/372314.62 =769.94 кН*м

где

 (1·120^3)/12=144000 см

момент инерции стенки.

Усилие, воспринимаемое поясом ГБ:

 (1990.68 -769.9372)·100·100/(120+2)=100061.44 кг

Пояса свариваются косым швом, назначим угол наклона оси шва к оси пояса 45°.

Q= 100061.440 ·0.707=70743.44 кг

 25·2/0.707=70.72 см²

 70743.43 /70.72135 =1000.31 кг/см²

 70743.4387 /70.72=1000.31 кг/см²

Условие прочности стыка: .

((1000.31 ^2+3·1000.31 ^2))^0.5=2000.62 кг/см²<Rwy*1.15=2720·1.15=3128 кг/см²

Rwy=0.85·3200=2720 кг*см²

Прочность сварного монтажного стыка пояса ГБ обеспечена

Болтовой стык пояса.

В болтовом стыке каждый пояс перекрыт тремя накладками с двух сторон, а стенка - двумя вертикальными накладками.

Пояса перекрываем одной накладкой размерами 25 х 1,2 см и двумя накладками размерами 12 х 1,2 см.

Используются высокопрочные болты d=20 мм из стали марки 30Х2НМФА, поверхности накладок обрабатывают пескоструйным аппаратом.

Расчетное усилие, воспринимаемое каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:

,

где:  - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта в зависимости от наименьшего сопротивления болта разрыву  для стали 30Х2НМФА,

 - коэффициент условий работы соединения для 5-10 болтов,

 - площадь сечения болта нетто для болта диаметром 20 мм по табл. 62* [1],

 - коэффициент трения,

 - коэффициент надежности при статической нагрузке и разности диаметров отверстий и болтов 1-4 мм по табл. 36* [1].

Количество высокопрочных болтов в соединении:

,

где k =2 - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

 100061.440 /(2·11849·1)=4.22

Принимаем по 6 шт. болтов на полунакладке, устанавливаемых в отверстия диаметром 22 мм.

При статических нагрузках расчет ослабленного отверстиями сечения полки проводим с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. Площадь отверстий больше, чем 0,15А=0,15·100=15 (см²), поэтому расчет проводим по условной площади сечения

 1.18·50·2=118 cм²

Проводим расчет на прочность под действием усилия

 70743.4 /2=35371.72 кг

 35371.719 /(118)=299.76 кг/см²<Ry= 3400·1=3400 кг/см²

прочность сечения, ослабленного отверстиями под болты, обеспечена.

Болтовой стык стенки.

Стык стенки перекрывается с двух сторон накладками сечением 40 х 1,2 см. Используются высокопрочные болты d=20 мм из стали марки 30Х2НМФА, поверхности накладок обрабатывают пескоструйным аппаратом. Болты устанавливаются с шагом 15 см в два вертикальных ряда по 20 болтов на полунакладке.

Условие прочности для крайнего горизонтального ряда болтов, воспринимающих максимальную нагрузку: .

,

где m =2 - число вертикальных рядов болтов в полунакладке,

 105 - расстояние между крайними рядами болтов,

изгибающий момент, воспринимаемый стенкой,

 769.9372 ·100·100=7699372.64 кг*см

 - плечо пар усилий в равноудаленных от нейтральной оси болтах.

 15^2+45^2+75^2+105^2 =18900 см²

 7699372.63 ·105/(2·18900)=21387.15 кг

 - расчетное усилие, воспринимаемое каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом.

Расчетное усилие удваиваем, так как болт стягивает три листа и имеет две поверхности трения.

 168.62 ·100/(8·2)=1053.93 кг

усилие, воспринимаемое одним болтом.

 ((21387.14)^2+(1053.933)^2)^0.5=21413.1 кг*см²

4.4 Уточнение собственного веса главной балки

Собственный вес стенки:

P=7850·(120/100)·(1/100)·8.06+7850·(80/100)·(1/100)·2·2.02=1012.96 кг

Собственный вес полок:

P=7850·(25/100)·2/100·12.1·2=949.85 кг

Собственный вес ребер жесткости:

P=2·12.1/(200/100)·7850·0.1·120·0.01/100=113.98 кг

Собственный вес ребер крепления втор. балок:

Pж.в.б=2·12.1/(0.54)·7850·0.14·0.5·1.2/100=295.51 кг

Собственный вес главной балки:

P=1012.964+949.85+113.982+295.5088 +67.1175=2439.42 кг.

5. Конструирование и расчет колонны

.1 Сбор нагрузок и статический расчет

Рассчитываем среднюю колонну как максимально нагруженную.

Колонна воспринимает нагрузки:

полезная Pn=25 кН/м²

- собственный вес настила qn=78.5·0.006=0.47 кН/м²

- собственный вес балок настила g1n=(15.8/100)/0.54=0.29 кН/м

собственный вес колонны принимаем равным 0,6 кН/м.

Высота колонны:

 9.2 - (6/1000+(80+2+2)/100+1.5/100)=8.34 м

Вес колонны:

 0.6·8.34·1.05=5.25 кН

Реакция от балки, передаваемая на колонну:

(25·1.2+0.471·1.05+0.292 ·1.05)·3.7·12.1/2+24.39 ·1.05/2=702.3 кН

Продольная сила, возникающая в сечениях колонны:

 2·702.304 1+5.2542=1409.86 кН

Расчетная длина колонны:

2*0,816=1,633

 1.633·8.34=13.62 м

где μ=1,633 - коэффициент расчетной длины.

5.2 Подбор сечения стержня

Подбор сплошного сечения стержня.

Для колонны принимаем сталь С345 с расчетным сопротивлением по пределу текучести =3400 кгс/см².

Зададимся гибкостью колонны: λ=80.

По табл. 72 [1] определяем коэффициент продольного изгиба: φ=0,686.

Требуемая площадь сечения из условия устойчивости:

 1409.8634 ·100/(3400·0.686·1)=60.45 см²

Требуемый радиус инерции сечения:

 13.61922·100/80=17.02 см

выполнено, устойчивость колонны обеспечена.

Проектируем колонну сквозного сечения из двух ветвей, соединенных между собой планками.

Зададимся гибкостью колонны: λ=70. По табл. 72 [1] определяем коэффициент продольного изгиба: φ=0,754.

Требуемая площадь сечения из условия устойчивости:

 1409.863 ·100/(3400·0.754)=55см²

Требуемый радиус инерции сечения:

 13.61922·100/70=19.46 см

По найденным значениям площади и радиуса инерции подбираем сквозное сечение колонны.

Гибкость колонны:

 13.61922·100/14.51=93.86

По табл. 72 [1] принимаем коэффициент продольного изгиба φ=0,51

Условие устойчивости:

 1409.863 ·100/(2·52.68·0.51)=2623.8 кг/см²<3400·1=3400 кг/cм²

условие выполнено, подобранное сечение удовлетворяет условию устойчивости центрально-сжатого стержня.

Определим размеры сечения соединительных планок. Назначаем поперечные размеры планок:

 0.6·(45+17.4)=37.44 см

Принимаем 30 см

1 см

Гибкость отдельных ветвей на участке между планками не должна быть более 40. Принимаем гибкость . Тогда расстояние в свету между планками:

 3.88·30=116.4

Ширину колонны в осях примем равной 45 см.

Приведенная гибкость стержня колонны определяется по табл. 7 [1] в зависимости от соотношения:

,

где:= 28699 см - момент инерции одной ветви колонны относительно собственной оси у,

 (1·30^3)/12=2250 cм

момент инерции сечения одной планки,

b=45 cм - ширина стержня колонны,

 116.4+30=146.4 cм

расстояние между осями планок.

 2250·147/(45·791.4)=9.29

тогда приведенная гибкость стержня:

.

Момент инерции сечения колонны относительно оси у:

 2·(791.4+52.68·(45/2)^2)=54921.3 cм

Радиус инерции сечения:

 (54921.3/(2·52.68))^0.5=22.83 cм

Гибкость колонны относительно свободной оси:

 13.61922·100/22.831 =59.65 cм

приведенная гибкость:

 (59.6512 ^2+30^2)^0.5=66.77 cм

Данному значению гибкости соответствует φ=0,766.

Проверим напряжения относительно сквозной оси колонны:

 1409.863 ·100/(2·52.68·0.766)=1746.92 кг/см²<3400·1=3400 кг/cм²

устойчивость колонны обеспечена.

5.3 Расчет соединительных планок

Окончательно шаг планок применяем 150 см

Высоту планки h=30 см

Условная поперечная сила:

(7.15·10^(-6))·(2330 - (2.1·10^6)/3400)·(1409.863 ·100/0.766)=2253.45 кг

Условная поперечная сила, приходящаяся на планку:

 2253.448 /2=1126.72 кг

Сила, срезывающая планку:

 1126.724 ·150/45=3755.75 кг

Момент, изгибающий планку в ее плоскости:

 1126.724 ·150/2=84504.31 кг*см

Планки крепятся к ветвям колонны сварными швами с высотой катета шва  с заводкой швов за край планки. Длина шва составляет 30 см, что меньше максимально допустимого значения .

Площадь шва по металлу шва и по границе металла сплавления:

 0.7·0.8·30=16.8 см²

 1·0.8·30=24 см²

Момент сопротивления шва по металлу шва и по границе металла сплавления:

 (0.7·0.8·30^2)/6=84 см³

 (1·0.8·30^2)/6=120 см³

Фактические напряжения в сварном шве:

в металле шва:

 84504.31 /84=1006 кг/см²

 3755.747 /16.8=223.56 кг/см²

 (1006.00 ^2+223.55 ^2)^0.5=1030.54 кг/см²< Rwf= 2200 кг/см²

на границе сплавления:

 84504.314 /120=704.2 кг/см²

 3755.747 /24=156.49 кг/см²

Фактические суммарные напряжения не должны превышать расчетных сопротивлений по металлу шва и по металлу сплавления:

Прочность швов, крепящих планку к ветвям колонны, обеспечена.

5.4 Конструирование и расчет оголовка колонны

Примем толщину опорной плиты равной 3 см. Плита выступает на 15 мм за контур колонны.

Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

,

где:

длина участка смятия,

 25+2·3=31 см

длина ребра,

 45-0.6=44.4 см

опорное давление ГБ,

 2·702.3046 =1404.61 кг

 - сопротивление смятию торцевой поверхности,

=1,025 - коэффициент надежности по материалу,

 5000 кг/см² - временное сопротивление стали разрыву;

 5000/1.025=4878.05 кг/см²

 1404.609 ·100/(31·4878.04878048781)=0.93 см

Принимаем толщину ребра равной 20 мм.

Необходимая высота швов из условия прочности:

по металлу шва:

 = 1404.609 ·100/(2200·1·1·0.7·44.4·2)=1.03 см

по металлу границы сплавления:

 1404.609 ·100/(2250·1·1·1·44.4·2)=0.7 см

здесь  - длина шва.

Максимально допустимая высота шва: .

Принимаем катет сварных швов размером 24 мм.

Высоту ребра назначаем из условия прочности швов, крепящих ребро к ветвям колонны. Толщина стенки двутавра составляет 7 мм. Так как толщина ребра намного превышает толщину стенки, для возможности их сваривания в стенке устраиваем вставку толщиной 12 мм. Тогда максимально допустимая величина высоты шва составит 1,4 мм, минимальная - 8 мм.

Принимаем высоту шва , тогда необходимая длина швов:

по металлу шва:

 1404.609 ·100/(4·2200·1·1·0.7·1.2)=19 см

по металлу границы сплавления:

 1404.60 ·100/(4·2250·1·1·1·1.2)=13.01 см

Длина шва не должна превышать допустимого значения:  20 - условие выполняется.

Принимаем высоту опорного ребра 40 см.

5.5 Расчет узла сопряжения балок со сплошным стержнем колонны

= 70230.5 кг - опорная реакция от одной балки

Принимаем катет шва 16 мм с глубоким проваром.

Сварные соединения рассчитывают по формуле

по металлу шва:

 1.3·70230.5/(0.7·1.6·2200·1·1)=37.05 см

по металлу границы сплавления:

 1.3·70230.5/(1·1.6·2250·1·1)=25.36 см

Ширину опорного столика принимаем равным ширине опорного ребра b=25 см

Принимаем Lшва=10 см

5.6 Расчет и конструирование базы колонны

Ширина опорной плиты колонны назначается конструктивно:

 34.6+2·10.2=55 см

где h - высота сечения ветви колонны,

а - вылет консольной части плиты.

Фундамент выполнен из бетона класса В15, . Из условия обеспечения прочности бетона фундамента необходимая площадь плиты:

 1404.60 ·100/(86.7)=1620.08 см²

Необходимая длина плиты:

 1620.079 /55=29.46 см

Назначаем плиту сечением 60 х 70 см.

Расчетная нагрузка на плиту:

 1404.609 ·100/(60·70)=33.44 кг/см²

Условно принимаем для расчета полоску шириной 1 см.

Все выступающие за сечение колонны участки плиты работают как консоли:

.3/70=0.16

.5/34.6=0.36

Тогда изгибающий момент для участка 1:

 (33.4430 ·11.4^2)/2=2173.13 кг/см²

Изгибающий момент для участка 2:

 (33.4430 ·12.5^2)/2=2612.74 кг/см²

Участок 3 работает как пластина, опертая на четыре канта.

а=0.069 табл. 6.8 стр. 405. (Металлические констр. Горев) при b/a=45/34.6=1.301 коэффициент по табл. 8.6 [3]: α=0,059.

 (0.069·33.44 ·34.6^2)/2=1381.27 кг/см²

Требуемая толщина плиты по максимальному моменту:

 (6·2612.740 /(3400·1))^0.5=2.15 см

Толщина планок и траверсы составляет 14 мм. Высота сварного шва 1,4 см.

Высота траверсы из условия размещения сварных швов, крепящих ее к стержню колонны:

по металлу шва:  1404.609 ·100/(4·2200·1·1·0.7·1.4)=16.29 см

по металлу границы сплавления:

 1404.6 ·100/(4·2250·1·1·1·1.4)=11.15 см

Назначаем высоту траверсы 25 см, что меньше предельного значения .

Список литературы

1.       СНиП II-23-81*. Стальные конструкции/ Госстрой СССР.

2.      СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия/ Минстрой России.

.        Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Е.И. Беленя, Г.С. Веденников и др.; Под общ. ред. Е.И. Беленя. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1985. - 560 с.

.        Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учеб.пособие для строит. вузов/ В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. - М.: Высш.шк., 1997. - 527 с.

.        Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Г.С. Веденников, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.; Под ред. Г.С. Веденникова - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1998. - 760 с.

.        Примеры расчета металлических конструкций: Учеб.пособие для техникумов/ А.П. Мандриков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 431 с.

.        Расчет стальных конструкций: Справоч.пособие/ Я.М. Лихтарников, В.М. Клыков, Д.В. Ладыженский. - Киев: БС, 1975. - 351 с.

балочный клетка прочность сталь