Проектирование металлических конструкций рабочей площадки машинного зала электростанции

Расчетные усилия на единицу  длинны шва:

;

;

   Сварка автоматическая, выполняется в положении в  лодочку сварочной проволокой  Св-08Г2С. Для этих условий и  стали марки С275 по табл.4 и 5, находим: R_уш^св=21,5 кН/см², R_ус^св=0,45×37=16,65 кН/см². По табл. 5:  b_ш=1,1 и b_с=1,15. По табл. 6 принимаем минимальную толщину шва К_ш=6 мм (при t_п=20мм).

Проверка прочности  шва:

1) ;

;

2) ;

;

Таким образом, минимально допустимая толщина шва достаточна по прочности.

 

 

 

6.5 Конструирование и расчет опорной части балки

Ребро крепится к стенке полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С. Размер выступающей части опорного ребра принимаем 20мм. Из условия смятия находим:

; где F_оп=Q_max; R_см,т=36 кН/см² – смятие торцевой поверхности (табл.14 методички).

Принимаем ребро из листа 300х12 мм.

Площадь А_р=30×1,2=36 см ² > 35.8 см ²;

В расчетное сечение  стойки включается сечение ребра и примыкающие к нему участки стенки шириной:

;

;

   Проверка на  смятие: ; ;

Проверка устойчивости опорной части балки из плоскости  балки, как стойки, нагруженной опорной реакцией F_оп:

; где А_оп=А_р+b₁×t_ст=36+23.07×1,2=63,7 см²;

Значение j определяем в зависимости от гибкости ; где:

  ;

  ; Тогда j =0,954 (по интерполяции), тогда:

;

Проверяем местную устойчивость опорного ребра:

;

b₀=(30-1,2)×0,5=14,4см;   ;

Подбираем размер катета швов по формуле: ;

R_уш^св=21,5 кН/см², R_ус^св=16,65 кН/см², b_ш=0,9 и b_с=1,05

Откуда: ;

Проверку по металлу  границы сплавления делать не нужно, т.к.

(4,2< 4,3). Принимаем К_Ш=7мм.

 

 

 

6.6 Конструирование и расчет укрупнительного стыка балки.

 

    Принимаем  болты D=20 мм из стали 40Х «Селект», отверстия Æ=23 мм. Тогда R_р^вр=110 кН/см ²; 2,45 см ² . Способ подготовки поверхности - газопламенный без консервации; способ регулирования натяжения - по углу поворота гайки. Для этих условий (таблица 18 прил.2) коэффициент трения m=0,42; регулятор натяжения g_н=1,02.

   Расчетное усилие  на один болт: ;

77 кН/см²;

77,7 кН;

   Стык поясов перекрываем накладками из стали С245 сечением 480х12 с наружной, и 2х220х12 с внутренней стороны поясов. При этом суммарная площадь сечения накладок А_н=110,4 см², что несколько больше площади сечения поясов.

   Усилие в поясах: ;

Требуемое количество болтов в стыке поясов: ;

Принимаем 16 болтов, и  расставляем их в соответствии с  требованиями таб. 20 прил.2.

 

   Стык стенки  перекрываем парными накладками  из листа толщиной 10 мм. Болты  ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны стыка на расстояние в ряду: а=100 мм.

В ряду 14 болтов. h _мах=13х10=130 см.

   Момент приходящийся  на стенку:

;

Проверка прочности  соединения на сдвиг:

< 155,4 кН

 

 

7.Расчет и конструирование колонны

   Сечение колонны  принимаем сплошным в виде  сварного двутавра. Концы колонны  принимаем шарнирно - закрепленными.

   Отметка верха  колонны за вычетом толщины  настила, высоты балок (настила и главной с учетом выступающей части опорного ребра) составляет: 7.5-0,01-0,33-1,5=5.66м.

   Расчетная длинна  колонны (m=1): l₀=m×l=1×(5.66+0,6)=6.26м.

   Усилие в колонне: N=2×1,01×1288=2601.8 кН;

Материал: сталь С255, лист t= 4-20мм,

R_y=24 кН/см ²;

Задаемся l=70:

тогда:

 j=0,754

;

(a_у=0,24 табл.2 прил.1)

h_ст- назначаем конструктивно h_ст=380мм.

t_ст- назначаем из условия её местной устойчивости:

 

;

;  см;

принимаем t_ст=8 мм, при этом: ;

   Требуемая площадь  поясов: ;

 

Принимаем пояса 360х14, при этом А_п= 36×1,4= 50,4см ² и обеспечена местная устойчивость пояса по формуле:

;  ;

;

 

Геометрические характеристики сечения:

 

А=2×50,4+38×0,8=131,2 см ²;

   так как:

, то проверку устойчивости  ведем относительно оси у-у:

 отсюда по табл.16:  j_у=0,754

Проверка устойчивости:

;   ;

.

 

Конструкция и расчет оголовка колонны

Принимаем плиту оголовка колонны толщиной t_пл=25 мм, и размерами 450х360 мм. Давление главных балок передается колонне через ребро, приваренное к стенке колонны четырьмя угловыми швами. Сварка полуавтоматическая в углекислом газе проволокой Св-08Г2С: R_уш^св=21,5 кН/см ², b_ш= 0,7 и b_с=1,0. Принимаем ширину ребер 170 мм, что обеспечивает необходимую длину участка смятия ;

Толщину ребер находим  из условия смятия: ;

Принимаем t_р=30мм;

Длину ребра l_р находим из расчета на срез швов Д его прикрепления.

Примем К_ш=9 мм. Тогда: ;

Принимаем l_р= 48см, при этом условие выполнено. Шов Е принимаем таким же, как и шов Д. Проверяем стенку на срез вдоль ребра:

;

 

Необходимо устройство вставки в верхней части стенки. Принимаем её толщину 25мм, а длину  .

;

Принимаем конструктивно  минимально – допустимый катет шва  К_ш=7мм.

Стенку колонны у  конца ребра укрепляем поперечными ребрами, сечение которых принимаем 100х8 мм.

 

 

Конструкция и расчет базы колонны

Определяем требуемую  площадь плиты из условия смятия бетона: , где . Значение коэффициента g зависит от отношения площадей фундамента и плиты (принимаем g=1,2). Для бетона класса В12,5: R_пр= 0,75 кН/см² – расчетное сопротивление бетона на смятие.

;   ;

Принимаем плиту размером 560х500 мм. Тогда А_пл = 56×50=2800 см ²;

;

Находим изгибающие моменты  на единицу длинны d=1см на разных участках плиты.

Участок 1: (балочная плита, так как отношение сторон 380/176=2,16>2;

;

           Участок 2: (консольный):  ;

Участок 3: (так же консольный так как, отношение сторон 360/76= 4,74>2; На этом участке размещаются анкерные болты.   ;

Толщины плиты подбираем  по наибольшему моменту из условия: ; R – для стали С245 и при t=21¸40 мм, R_у= 23 кН/см ²;

, тогда  = 29мм;

Принимаем t_пл=30мм;

Прикрепление траверсы к колонне выполняем полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной  проволокой Св-08Г2С. Соответствующие  характеристики: R_уш^св=21,5 кН/см², R_ус^св=16,65 кН/см², b_ш=0,7 и b_с=1,0. Расчет достаточно выполнить по металлу шва, так как, : (3,2<4,08). Учитывая условие , находим требуемую величину катета шва К_ш из условия:

;

Принимаем К_ш=6мм. При этом требуемая длина шва l_ш= 85×0,7×6=357мм, поэтому высоту траверс принимаем равной 360 мм.

Крепление траверсы К_ш=8 мм принимаем конструктивно.