Расчет колонны сквозного сечения

5.2 Расчет колонны сквозного сечения

Сталь колонны С345

Сечение состоит из двух швеллеров. Ветви соединены между собой при помощи планок. На колонну сквозного сечения балка опирается сверху.

Подбор сечения колонны.

Выполним расчет колонны относительно материальной оси Х.

Задаем гибкость

Уточняем R_y для фасонного проката.

[Табл.72/1]

По сортаменту по ГОСТ 8240-89 принимаем 2[ №20П

Проверяем сечение относительно оси Х:

Уточняем R_y для t_f =9мм

R_y =35кН/см² при t =2…10мм

Проверка общей устойчивости.

Задача решается методом последовательных приближений.

Расчет относительно оси Y заключается в определении расстояния между ветвями  из условия равноустойчивости для колонн сквозного сечения.

По т.7 приведенную гибкость принимаем для колонн с планками

Гибкость ветви можно принять в пределах: . Примем в первом приближении

[т.8.1./1]

Примем расстояние между швеллерами 7см.

Примем

Проверяем сечение относительно оси Y:

Принимаю:

Момент инерции планки:

Момент инерции ветви:

Проверим общую устойчивость относительно свободной оси Y:

Общая устойчивость обеспечена.

Расчет планок.

Расчет ведется на условную поперечную силу.

Поперечная сила в месте крепления планки:

Проверяем сечение планки:

Крепление планки к ветвям осуществляется угловыми сварными швами. Сварка ручная. По [т.55/1] для стали С345 принимаем электрод Э50.

Расчет ведем по металлу шва.

Назначаем

Принимаем

Прочность швов обеспечена.

Проверка сечения колонны на участке между планками.

Проверка устойчивости ветви.

Устойчивость обеспечена.

Расчет оголовка колонны сквозного сечения.

На колонну сквозного сечения главная балка опирается сверху. Вертикальное ребро приваривается к плите и стенке колонны. Примем t_пл =20мм.

С345® электрод Э50

Швы, прикрепляющие ребро оголовка к плите должны выдержать полное давление на оголовок.

Расчет по металлу шва определяющий.

Высота катета шва получается очень большая, поэтому верхний конец колонны фрезеруем, а высоту k_f принимаем конструктивно.

k_f =9мм

Высоту ребра оголовка определяем требуемой длиной швов, передающей нагрузку на стержень колонны.

Так как швы фланговые

Примем

Толщину ребра оголовка определим из условия сопротивлению на смятие под прямым опорным давлением.

При t_p =14мм R_un=48 кН/см²

Проверяем ребра на срез на 50% от действующего усилия.

Размеры плиты принимаем конструктивно в зависимости от сечения колонны.

250 ´ 230 ´ 20 мм

Главные балки с колонной соединяем болтами нормальной точности. d_б =20мм.

Расчет башмака для колонны сквозного сечения.

Для колонны сквозного сечения принимаю базу с распределительным устройством. Оно состоит из плиты и траверсы.

Давление под подошвой фундамента распределяется равномерно.

Траверсы делят плиту на ряд участков.

1.                Плита опирается на 4 канта. Формула Галеркина:

a=200 мм, b=222 мм

по [т.8.6/5]

2.                Плита опирается на 3 канта.

 по [т.8.6/1] значений нет.

плита рассчитывается как консоль.

3.                Участок 3 рассчитываем как консоль.

Проводим анализ (для проверки по т.6 п.11 СНиП):

t_пл =10…20мм R_yn=33кН/см² >29кН/см² Þg_с =1

t_пл =20…40мм R_yn=31кН/см² >29кН/см² Þg_с =1 Пусть t_пл =20…40мм R_y =31 кН/см²

Принимаем t_пл = 30мм

Определяем высоту траверсы из условия сварных швов.

Сварка ручная.Э50.

Проверка траверсы.

Прочность траверсы обеспечена.

Принимаем четыре фундаментных болта, т.к. у нас жесткое крепление.

d_ф.б. =30 мм

d_отв =45 мм

Сталь болтов О9Г2С по ГОСТ 19281-73*

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. – 96 с.

2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 2001. – 44 с.

3. СНиП 2.01.07-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: Стройиздат, 2000. – 80с.

4. Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций: Учеб. пособие для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 431 с.

5. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов/ Под общ. ред. Е.И.Беленя. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 560с.

6. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы стальных конструкций: Учеб. пособие для строит. вузов / Под ред. В.В.Горева. – М.: Высш. шк., 2004. – 551 с.

7. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Общая часть. (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. В.В.Кузнецова (ЦНИИ проектстальконструкция им. Н.П.Мельникова) – М.: изд-во АСВ, 1988. – 576 с.

8. Свод правил по проектированию и строительству. СП 53-102-2004. Общие правила пректирования стальных конструкций/ Госстрой России – М., 2005. – 132 с.