- •Москва 2014 Содержание.
- •1.Расчет конструкций балочной клетки
- •1.1 Расчет стального плоского настила
- •1.2 Расчет балок настила
- •1.3 Расчет усложненной балочной клетки
- •1.4 Сравнение результатов
- •2. Расчет и конструирование главной балки
- •2.1Подбор сечения главной балки
- •Проверки подобранного сечения главной балки
- •2.2 Изменение сечения главной балки
- •Проверка прочности, прогибов и устойчивости балки
- •Проверка совместного действия нормальных, касательных и местных напряжений в месте изменения сечения.
- •Проверка и обеспечение местной устойчивости элементов балки.
- •Проверка прочности поясных швов
- •Конструирование и расчет опорной части балки.
- •Проверка устойчивости опорного ребра
- •2.4 Определение катета сварного шва
- •2.5Укрупнительный стык главной балки
- •3.Расчет и конструирование колонны
- •3.1 Выбор расчетной схемы и определение расчетной длины колонны
- •3.2Определение продольной силы и выбор сечения колонны
- •Подбор сечения сплошной колонны.
- •3.3 Проверка устойчивости подобранного сечения.
- •Расстояние между ветвями b:
- •Расчет оголовка колонны
- •Расчет базы колонны
- •Расчет высоты траверсы.
- •Список литературы.
3.Расчет и конструирование колонны
3.1 Выбор расчетной схемы и определение расчетной длины колонны
Принимаем расчетную схему колонны, как центрально-сжатый стержень, шарнирно закрепленный с одного конца и жестко закрепленный с другого конца в двух главных плоскостях.
Определяем конструктивную длину колонны:
= 8,5 + 0,6 – 0,012 – 0,40 – 1,64 – 0,02 = 7,028 м
= 8.5 м – отметка верха настила
= 0,02 м – выступающая часть опорного ребра балки
= 0,6 м – заглубление фундамента относительно нулевой отметки пола (чтобы базы колонн не загромождали полезное пространство, их обычно располагают ниже нулевой отметки)
= 0,012 м – толщина настила балочной клетки
= 0,40 м – высота второстепенной балки (двутавр № 40)
= 1,64 м – высота главной балки
= 0.7*7.028 = 4.92 м
= 0,7 – коэффициент, учитывающий способ закрепления стержня.
3.2Определение продольной силы и выбор сечения колонны
Определяем расчетную нагрузку на колонну, которая складывается из двух опорных реакций главных балок с учетом собственного веса колонны.
( Собственный вес колонны принимается равным 2% от нагрузки на нее)
Нагрузка на колонну, учитывая ее собственный вес, равна:
Подбор сечения сплошной колонны.
Расчетное сопротивление предела текучести для С285:
кН/см2
В первом приближении задаемся гибкостью 𝜆 = 60
Опрелеляем условную гибкость :
= 𝜆 = 2,13
𝜑 = 0,795
Из условия устойчивости сжатого стержня найдем требуемую площадь сечения колонны:
= 1,0 – коэффициент условий работы
Треуемый радиус инерции равен:
Зная ивыбираем по проиложению 6 (методы) профиль 35К3
А = 184,1 см2
iy = 8.81 cм
ix = 15.28 см
Проверка подобранного сечения
=
= =≈ 60
=> прокатная колонна не равноустойчива
По max гибкости = 60 находим максимальную условную гибкость колонны.
= 𝜆 = 2,13 – равно первоначальному значению.
Проверяем устойчивость:
Недонапряжение:
Перенапряжение не допустимо в практике проектирования.
Проверка гибкости прокатанной колонны
α = = 0,96
Сравним предельно допустимую гибкость с гибкостью прокатной колонны
=32 < = 122.4
= 60 <
Гибкость колонны не превышает предельно допускаемую.
Стоит заметить, что одним из основных требований при проектировании колонн является ее равноустойчивость, то есть:
или
следовательно, для двутаврового сварного сечения:
Получаем:
Принимаем полку шириной bп = 360 мм, по ГОСТ 82-70*, тогда hст = 400 мм.(из условия применения автоматической сварки)
Определяем толщину стенки:
tст = ≈ 6,67 мм
Толщину стенки принимаем tст = 9 мм
Aтр = hстtст + 2bпtп =178,3 см2 => толщина полки tпол = 20 мм
Проверяем подобранный размер: tпол=20 мм < 3hст = 27 мм
Сечение колонны:
3.3 Проверка устойчивости подобранного сечения.
Определение площади поперечного сечения:
= 2Af + Aw
Устойчивость стержня колонны относительно материальной оси Х:
Ϭ = кН/см2 <Ryγc = 26 кН/см2
Δ = *100% = 1% < 5%
Сечение принимается для дальнейших расчетов.
Момент инерции сечения относительно оси y меньше момента инерции сечения относительно оси Х, поэтому проверяем общую устойчивость колонны относительно оси у:
Радиус инерции:
Гибкости стержня колонны: