Расчет центрально-сжатой сквозной колонны

Высота главной балки – 1000 мм; сечение балки настила – двутавр №20, толщина настила 2 мм. Примыкание балки настила к главной балке – этажное, сопряжение главной балки с колонной – опирание сверху.

Геометрическая длина колонны относительно свободной оси 11,78 м

Н=13м

Расчетная нагрузка на центрально-сжатую колонну

Определяем расчётные длины колонны по формуле – l_ef = μ * l,

где l – геометрическая длинна колонны

μ – коэффициент расчетной длины = 1

Тогда, расчетные длины колонны:

Задаемся предварительной гибкостью колонны (средней длины в пределах λ = 90 и находим коэффициент продольного изгиба при материале колонны из стали С235 по ГОСТ 27772-88 с расчетным сопротивлением стали R_y = 230 МПа (для фасонной стали толщиной 4< t ≤ 20мм.

При λ90 и R_y = 230 МПа коэффициент продо4льного изгиба равен φ=0,625 (согласно ДБН В.2.6-163:2010)

Определяем требуемую площадь поперечного сечения ветви колонны:

где = 1

По полученному значению требуемой площади поперечного сечения ветви колонны принимаем его сечение из прокатного двутавра:

№40 А=71,4; =18930;=666;=16,3см;=3,05см;h =400мм; b = 155мм; t = 13мм; d=8мм.

Определяем гибкость колонны относительно оси х-

Где φх = 0,591 при =93 иR_y = 240 МПа

Проверяем устойчивость колонны относительно материальной оси х-х:

Определяем разнос ветвей из условия равноустойчивости сквозной колонны по формуле

где =0,41 и=0,52.

Принимаем разнос ветвей колонны b= 42см

Определяем геометрические характеристики сечения относительно свободной оси у-у.:

тогда гибкость сечения-

Принимаем расстояние между планками в свету равными =120см.

Тогда гибкость ветви составит

Задаемся размерами планки:

ширина планки – =0,742=29,4см принимаем =30см;

толщина планки -

расстояние между центрами планок -=120+30=150см

собственный момент инерции планки –

Определяем отношение. т. к. 12,1 > 5 =>

гибкость сквозной колонны относительно свободной оси у-у определяется по формуле:

Проверяем устойчивость колонны относительно свободной оси у-у:

<230Мпа-устойчивость обеспечена

Где φу =0,693 при =88,6 иR_y =240Мпа (согласно ДБН В.2.6-163:2010)

Расчет соединительных планок

Соединительные планки центрально-сжатых колонн рассчитывают на условную поперечную силу , принимаемую постоянной по всей длине стержня. Условная поперечная сила определяется по формуле:

где N - продольное усилие в составном стержне;

φ - коэффициент продольного изгиба, принимаемый для составного стержня в плоскости соединительных элементов.

При допускаемом незначительном округлении значений условий силы можно принять, что =0,2А при =215 МПа и

=0,3А при =275МПа.

Тогда =0,225А=для стали С235 с=230 МПа

Условная поперечная сила, приходящая на планку одной грани

Q^S =/2=32,13/2=16,1кН

Определяем усилия в планке

Проверяем прочность сварного шва, прикрепляющего планку к ветви колонны:

По металлу шва

По металлу границы сплавления , где

, ,;

Сварку выполняем полуавтоматической с

расчетное сопротивление металла сварного шва -215МПа

для сварочной проволоки Св08Г2С по ГОСТ 2246-70*;

Расчетное сопротивление МПа

Расчетная длинна =30см;

катет сварного шва- =0,9см

Тогда прочность сварного шва, прикрепляющего планку к ветви колонны равна:

а) по металлу шва

==

б) по металлу границ сплавления

=

Где =