Рис. 8

Принимаем расстояние между крайними рядами болтов аmax=160 см.

Изгибающий момент, приходящийся на стенку, уравновешивается суммой внутренних пар усилий, действующих на болты, расположенные на стыковой полунакладке симметрично относительно нейтральной оси балки:

Где m – число вертикальных рядов болтов в одной полунакладке; аi – плечо пар усилий в равноудаленных от нейтральной оси болтах.

Все усилия Ni можно выразить через N1 через подобие треугольников.

Поскольку N1=Nmax и а1=аmax, расчет монтажного стыка главной балки можно свести к формуле:

Где n – количество болтов на полунакладке.

В случае соединения одним болтом 3-х листов каждый болт имеет две поверхности трения, поэтому усилие, которое может быть воспринято одним болтом, равно

Условие выполняется, то есть несущая способность одного болта больше того усилия, которое необходимо воспринять болту крайнего ряда (максимальное усилие, возникающее в монтажном стыке стенки).

2.10 Примыкание вспомогательных балок к главной

Балки настила крепим к поперечным ребрам жесткости главных балок на болтах. Сечение ребер 100*8 мм. Для установки балки настила верхний пояс балки и часть нижнего срезаем. Принимаем болты диаметром 16 мм класса прочности 5.8.

Рис. 9

Расчетное усилие по срезу, воспринимаемое одним болтом

Расчетное усилие по смятию, воспринимаемое одним болтом:

Где Rbs и Rbp – расчетные сопротивления болтового соединения срезу и смятию соответственно;

Аb – площадь сечения болта;

γb – коэффициент условий работы болтового соединения;

ns – число расчетных срезов одного болта;

d – диаметр болта;

– наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.

Сечение балки проверим на срез с учетом ослабления отверстиями под болты и вырезом части стенки:

Число болтов n в соединении при действии сдвигающей силы N, приложенной к центру тяжести соединения, определяют, предполагая работу всех болтов одинаковой

Принимаем n=5. Болты расставляем по высоте балки настила с шагом 7 см.

Сечение балки проверим на срез с учетом ослабления отверстиями под болты и вырезом части стенки

Прочность болтового соединения обеспечена.

Сварные швы, прикрепляющие ребро к стенке балки, следует рассчитать на совместное действие Q и М=Q∙l, где l – расстояние от оси болтов до угловых швов.

Поперечные ребра привариваем к стенке балки двумя угловыми швами электродами Э42. Назначаем кf=kf,min=5 мм. Длина сварных швов lw=hw-2hsk-1см= 180-12-1=167 см.

Расчет проводим по металлу шва. Прочность сварных швов проверим по формуле

Прочность сварных швов обеспечена.

2.11 Уточнение собственного веса главной балки

Для того, чтобы впоследствии правильно собрать нагрузку на колонну при статическом расчете, необходимо уточнить нагрузку от собственного веса главной балки, принятую ориентировочно при статическом расчете главной балки. Главная балка балочной клетки состоит из стенки, двух полок различной ширины в пролете и в крайних участках, основных поперечных ребер жесткости и двух опорных ребер. Собственный вес стенки

Собственный вес полок

Собственный вес ребер жесткости

Собственный вес главной балки

3. Расчет центрально сжатой колонны

Нагрузка, действующая на колонну, складывается из нагрузки, передаваемой главной балкой и собственного веса колонны. Нагрузка, передаваемая на колонну главной балкой, с учетом уточненного собственного веса главной балки определяется следующим образом:

Нагрузка от веса главной балки

Расчетное значение нагрузки, действующей на главную балку

Сила, с которой две главных балки действуют на центральную колонну

Rгб=qр∙L=16236.7∙18=292260.6 кгс.

Собственный вес 1 п.м. колонны принимается ориентировочно 40-80 кгс/м.

Высота колонны

Нк=Н-hгб-tн+hз=9-1.86-0.1+0.6=7.64 м=764 см.

Где Н – отметка верха настила;

hгб – высота главной балки;

tн – высота настила.

Вес колонны

Gк=gк∙Нк=60∙7.04=422.4 кгс.

Продольная сила, возникающая в сечении максимально нагруженной колонны

N=292260.6+422.4=292683 кгс

3.1. Подбор сечения стержня

Рис. 10

При расчете центрально-сжатых элементов необходимо знать расчетную длину. Для этого следует установить расчетную схему колонны. При опирании главной балки на колонну сверху, колонна рассматривается как шарнирно закрепленная вверху. Расчетная длина колонны сквозного сечения

Для колонны применяем сталь С235 с Ry=2350 кгс/см2 при толщине фасонного проката до 20 мм. Задаемся гибкостью колонны λ=40 (N˃200000 кгс), коэффициент продольного изгиба φ=0.894. Требуемую площадь сечения колонны определяем по формуле

Данному значению площади соответствует сечение из 2-х двутавров №40 по ГОСТ 8239-89 с площадью А=2∙72.6=145.2 см2 и радиусом инерции

ix=16.2 см, iy=3.03 см

Гибкость колонны

Которой соответствует φ=0.920.

Проверяем действующее напряжение