2.8.4.2. Расчет стыка полки на высокопрочных болтах

В настоящем разделе расчет стыка полки выполняется после расчета стыка стенки. Это вызвано тем, что для более рациональной работы стыка стенки мы изменили в меньшую сторону несущую способность одноболтового соединения, что неминуемо скажется на несущей способности стыка полки.

Число болтов по одну сторону от середины пролета балки, то есть на полунакладке, необходимое для восприятия усилия , определяется выражением [9, формула (89)] .

Примем 30 болтов на половине стыка полок, которые можно было бы для компактности стыкового узла разместить вдоль шести рисок. Однако, такое решение в данном случае скорее всего приведет к ослаблению поперечного сечения полки отверстиями, требующему увеличения толщины полки. Поэтому разместим болты вдоль четырех рисок в соответствии со схемой, представленной на рис. 2.15.

Расстояния между центрами болтов и от их центров до кромок соединяемых элементов соответствуют требованиям [1, табл. 39*] или [9, прил. 15].

Рис. 2.15. Схема расположения высокопрочных болтов в стыке полки

3. КОЛОННА

3.1. Расчетная схема колонны

3.1.1. Определение нагрузки на колонну

Сжимающее продольное усилие в колонне представляет собой суммарную опорную реакцию двух главных балок и определяется выражением [9, формула (98)] , где, как и ранее, индекс * применен для обозначения величины, подлежащей впоследствии уточнению с учетом собственного веса колонны; - опорная реакция главной балки, найденная в разд. 2.6 настоящего пособия.

3.1.2. Определение высоты и расчетных длин колонны

Суммарная высота главной и второстепенной балок в случае их этажного сопряжения составляет . Здесь - по сортаменту высота сечения второстепенной балки, выполненной из двутавра № 55Б1.

Строительная высота пролетной конструкции, найденная в разд. 2.1 настоящего пособия, равна .

Так как , то устраивается сопряжение главной и второстепенной балок в одном уровне, как это изображено на разрезах 1-1 и 2-2, представленных соответственно на рис. 1, в и рис. 1, д.

В этом случае геометрическая высота колонны определяется выражением [9, формула (102)] и составляет

,

что соответствует схеме [9, рис. 18, б].

Конструктивными особенностями проектируемой конструкции является шарнирно неподвижное закрепление нижнего конца колонны и шарнирно неподвижное закрепление в горизонтальной плоскости ее верхнего конца. В этом случае расчетные длины и колонны относительно главных центральных осей ее поперечного сечения равны между собой и совпадают с геометрической длиной, то есть .

Расчетная схема колонны имеет вид, представленный на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Расчетная схема колонны

3.2. Сплошная центрально сжатая колонны

3.2.1. Сечение сплошной центрально сжатой колонны

3.2.1.1. Подбор сечения сплошной центрально сжатой колонны

Одним из основных типов сечения сплошных центрально сжатых колонн является составной двутавр, который и примем для проектирования. На рис. 3.2, а изображено составное двутавровое сечение сплошной колонны с обозначением основных параметров.

Рис. 3.2. Составное сечение сплошной колонны:

а – с обозначением основных параметров;

б – с подобранными значениями параметров

Как отмечено в [9, разд. 3.2.2], если устойчивость колонны относительно оси y обеспечена, то относительно оси x колонна оказывается заведомо устойчивой, если выполняется условие . Для двутаврового сечения рассматриваемого типа, очертание которого примерно вписывается в квадрат, то есть , это условие выполняется, так как при соотношении радиусов инерции сечения расчетные длины одинаковы, то есть . Поэтому подбор сечения будем выполнять именно относительно оси y.

Зададимся гибкостью . Тогда в предположении расчетного сопротивления стали равным по [1, табл. 72] или [9, прил.11] определим коэффициент продольного изгиба . В соответствии с выражением [9, формула (105)]

.

Используя второе из выражений [9, формулы (103)], определяем требуемое значение радиуса инерции сечения колонны относительно оси y

.

Используя второе из выражений [9, формулы (106)], определяем требуемый габарит сечения колонны по ширине

.

Требуемую высоту стенки сечения определяем с помощью выражения [9, формула (107)] .

Используя сортамент [7] или [9, прил. 5] примем следующие параметры ширины полки и высоты стенки: , .

Назначим толщину стенки равной , тогда требуемая толщина полки определяется выражением [9, формула (108)]

.

Используя сортамент [7] или [9, прил. 5] назначаем толщину стенки .