Конструирование и расчет оголовков колонн

Главная балка опирается на колонну сверху, при этом сопряжение принимается шарнирным. Продольная сжимающая сила N от главных балок передается через опорную строганную (фрезерованную) с двух сторон плиту толщиной t _on = 20 – 25 мм непосредственно на ребра оголовка сплошной колонны и на диафрагму или ребра в сквозной колонне (исключается работа плиты на изгиб).

Торцы колонны, ребер и диафрагмы фрезеруются в сборе. Передача усилия от ребер на стенку колоны и от диафрагмы на стенки ветвей колоны осуществляется вертикальными сварными швами. Плита служит для крепления балок на колонне монтажными болтами, фиксирующими проектное положение балок. Сварные швы, прикрепляющие плиту к колонне, назначаются конструктивно с катетом минимального размера, принимаемого по наибольшей толщине стыкуемых элементов (см. табл. 3.3). Размеры плиты в плане принимаются больше контура колонны на 15 – 20 мм в каждую сторону для размещения сварных швов.

Для придания жесткости вертикальным ребрам и диафрагме, а также для укрепления от потери устойчивости стенок стержня колонны или ветвей сквозной колонны в местах передачи больших сосредоточенных нагрузок вертикальные ребра снизу обрамляются горизонтальным ребром жесткости.

Оголовок сплошной колонны

Оголовок состоит из плиты и ребер (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Оголовок сплошной колонны

Требуемую площадь вертикального парного ребра определяем из условия прочности его на смятие:

A _r = N/(R _p γ _c) = 2067 / (36,1 · 1) = 57,26 см².

Толщина ребра

t _r = А _r/l _ef = 57,26 / 25 = 2,29 см,

где l _ef = b ′ _r + 2t _оп = 20 + 2 · 2,5 = 25 см – условная длина распределения нагрузки, равная ширине опорного ребра главной балки b ′ _r плюс две толщины плиты оголовка колонны (t _on принята 25 мм).

Ширина ребра (выступающая часть)

Принимаем два вертикальных ребра сечением 125´25 мм.

Проверяем вертикальное ребро на местную устойчивость.

Высоту опорного ребра назначаем из условия размещения сварных швов, обеспечивающих передачу силы N c ребер на стенку колонны.

Минимальный катет шва k _f,min = 5 мм при механизированной сварке листа толщиной t_max = t _r = 25 мм из стали с пределом текучести до        28,5 кН/см² (см. табл. 3.3). Максимальный катет, принимаемый в зависимости от соединяемого элемента наименьшей толщины (здесь t_min = t _w = 8 мм): k _f,max = 1,2t_min = 1,2 · 8 ≈ 10 мм. Задаемся катетом шва k _f = 9 мм.

Требуемая длина шва (расчет по металлу границы сплавления)

l _w = N/(4β _z k _f R _wz γ _c) = 2067 / (4 ∙ 1,05 ∙ 0,9 ∙ 16,65 ∙ 1) = 32,84см <

< 85β _f k _f = 85 · 0,9 · 0,9 = 68,85 см.

Окончательно принимаем высоту ребра h _r = 340 мм с учетом 1 см на компенсацию дефектов в концевых участках шва по его длине.

При тонких стенках сплошной колонны толщину стенки t _w проверяют на срез по граням крепления опорных вертикальных ребер.

Требуемая толщина стенки

t′_w = N/(2h _r R _s γ _c) = 2067 / (2 · 34 · 13,92 · 1) = 21,84 мм,

что больше толщины стенки t _w = 8 мм. Производим местное усиление стенки колонны путем замены участка стенки в пределах высоты оголовка вставкой t^′_w = 22 мм.

Для снижения концентрации напряжений при сварке встык элементов разной толщины на элементе большей толщины выполняем скосы с уклоном 1:5.

Ширину горизонтальных ребер жесткости принимаем равной ширине вертикальных опорных ребер b _s = b _r = 125 мм. Толщину ребра определяем из условия его устойчивости:

она должна быть не менее t^′_w/3 = 22 / 3 =7,33 мм. Принимаем парное ребро из полосы сечением 125´10 мм.

 

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться: