Навигация
6. Расчет колонн
Принимаем сталь С255, g=95,46 кН/м, Ry=24 кН/см2.
Расчетная нагрузка: N= g×l×1,05=95,46×10×1,05=1002 кН,
где g – нагрузка на главную балку,
l – длина главной балки,
1,05 – собственный вес колонны.
Расчетная длина стержня:
l0=ОП– tн–hБН–hГБ+ОФ=8,2–0,01–0,22–1+0,6=7,57 м.
Задаемся гибкостью λ=60 и находим соответствующее значение φ=0,805. Подбираем сечение стержня, рассчитывая его относительно материальной оси Х.
Определяем требуемые площадь сечения и радиус инерции по формулам:
, (55)
, (56)
.
По сортаменту ГОСТ 8239–72 принимаем два двутавра №33 со значениями А и i, близкие к требуемым А=53,8 см2, i=13,5 см.
Рассчитаем гибкость относительно оси Х:
λх=757/13,5=56,1. Определим φх=0,823.
Проверяем устойчивость относительно оси Х:
σ=
=
кН/см2<24,0.
Недонапряжение составляет 5,7%, что допустимо.
6.1 Конструирование и расчет базы колонны
Материал базы – сталь марки С255, расчетное сопротивление 24 кН/см2. Бетон фундамента класса В15 с расчетным сопротивлением, Rbt=0,6 кН/см2.
Вычисляем расчетную нагрузку на базу колонны по формуле:
, (57)
Вычисляем требуемую площадь плиты базы по формуле:
, (58)
Назначаем толщину траверсы tp=10 мм. Вылет консольной части плиты l=100 мм, тогда ширина плиты b=bк+2×(tmp+l)=140+2(10+100)=360 мм.
Требуемая длина плиты: lmp=
cм. Принимаем lб=40 cм.
Размеры верхнего обреза фундамента принимаем на 10 см больше размеров плиты, т.е. Аф=aф×bф=46×50 см, корректируем коэффициент γ:
.
Рассчитываем напряжение под плитой базы:
, (59)
кН/см2<0,6×1,26=0,76 кН/см2.
Конструируем базу колонны с траверсами толщиной 10мм, привариваем их к полкам колонны и к плите угловыми швами. Вычисляем изгибающие моменты на разных участках для определения толщины плиты.
Рисунок 9 – База колонны
Участок 1 опертый на 4 канта.
Отношение сторон b/a=310/66=4,69 – α=0,125:
М1= α×σ×a2=0,125×0,69×6,62=3,8 кН/см.
Участок 2 опертый на 3 канта:
Отношение сторон b1/a1=85/140=0,62 – β =0,077:
М2= α × β ×a12=0,077×0,69×142=10,41 кН/см.
Участок 3, консольный – α =0,5:
М3= α × σ ×с2 =0,5×0,69×102=34,5 (кН/см).
Определяем толщину плиты по максимальному моменту по формуле:
, (60)
Принимаем толщину плиты tпл=30 мм.
Таким образом, с запасом прочности усилие в колонне полностью передается на траверсы, не учитывая прикрепления торца колонны в плите.
Прикрепление траверсы к колонне выполняется ручной полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св08Г2. Толщину траверс принимаем tmp=10 мм, высоту h=400 мм. Расчетные характеристики:kf=8 мм, Rs=0,58Ry=0,58×24=13,92 кН/см2.
Определяем напряжение шва фундамента следующим образом:
, (61)
lf= lб–2=40–2=38 см.<85×βf×kf=85×0,8×0,7=47,6 см, требование к макси-мальной длине швов выполнено.
.
Проверяем прочность шва:
(62)
.
По металлу шва bf =0,7 (табл.34 СНиП II-23-81*, для ручной полуавтоматической сварки); расчетное сопротивление металла шва Rwf = 180 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*); Rwf×bf=180×0,7=126 МПа.
по металлу границы сплавления bz = 1 (табл.34 СНиП II-23-81*, для ручной полуавтоматической сварки); расчетное сопротивление металла шва Rwz = 0,45Run=0,45·410=184,5 МПа (по т.56 СНиП II-23-81*); Rwz×bz=184,5×1=184,5 МПа.
Более опасное сечение по металлу шва.
.
прочность шва обеспечена.
Список используемой литературы
1. СНиП 2-23-81*. Стальные конструкции/ Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.-96с.
2. Примеры расчета металлических конструкций: Учеб. Пособие для техникумов.-2-еизд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1991.-431с.: ил.
3. Металлические конструкции. Общий курс.: Учебник для вузов/ Е.И.Беленя, В.А. Балдин и др. ; Под общей ред. Е. И. Беленя. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат , 1986. – 560с., ил.
4. Учебное пособие. Конструирование и расчёт балочной площадки промышленного здания. – Шагивалеев К. Ф., Айгумов М.М. – Саратов: СГТУ, 2004. – 51с.
Похожие работы
... сопротивление стали Ry=240 Мпа = 24,5 кН/см2 -предел текучести стали Ru=360 Мпа = 37 кН/см2 Предельный прогиб стального листового настила: Предельный прогиб БН и ВБ: Предельный прогиб ГБ: Рассмотрим два варианта компоновки балочной площадки. 1) Нормального типа 2) Усложненного типа 2.1 Балочная клетка нормального типа Проектируем балочную клетку нормального типа. В ...
... конструкциях металл следует применять лишь в тех случаях, когда замена его другими видами материалов (в первую очередь железобетоном) нерациональна. Транспортабельность. В связи с изготовлением металлических конструкций, как правило, на заводах с последующей перевозкой на место строительства в проекте должна быть предусмотрена возможность перевозки их целиком пли по частям (отправочными ...
... монтажа. Сопряжение колонны с фундаментом принимаем также шарнирным. Рис. Расчётная схема колонны расчётные длины колонны: . Расчетная длина колонны в продольном и поперечном направлении площадки: . Расчетное значение продольной силы в колонне: Сбор нагрузок на колонну Колонна работает на сжатие под действием давления балок, опирающихся на оголовок. Выбор типа ...
а: Расчёт балок настила – для временной нагрузки, – для постоянной нагрузки Материал балок настила сталь марки С-235. Характеристики Здесь – коэффициент учета пластичности, . По сортаменту подбираем двутавр № 33 с характеристиками: = 597 см3 = 9840 см4 P = 42,2 кг/см h = 330 мм см2 см2 b = 140 мм s = 7 мм t = 11,2 мм Вновь ...
0 комментариев