- •Турков а.В. Рабочая площадка промышленного здания методические указания
- •Оглавление
- •Ведение
- •«Рабочая площадка промышленного здания»
- •1 Конструирование и расчет балочной
- •1.1 Задание на курсовую работу
- •1.2 Вариантное проектирование настилов
- •1.3 Пример 1. Проектирование балочной клетки
- •1.3.1 Вариант 1
- •1.3.2 Вариант 2
- •1.3.3 Вариант 3
- •2 Проектирование главной балки
- •2.1 Пример 2. Конструирование и расчет
- •2.1.1 Нагрузки на главную балку
- •2.1.2 Определение высоты главной балки
- •2.1.3 Определение толщины стенки
- •2.1.4 Определение размеров поясов главной балки
- •2.1.5 Проверка местной устойчивости стенки
- •2.1.6 Изменение сечения главной балки
- •2.1.7 Проверка принятого сечения балки
- •2.1.8 Проверка общей устойчивости балки
- •2.1.9 Проверка местной устойчивости сжатого
- •2) Схема сопряжения балок в одном уровне
- •2.1.10 Расчет поясных соединений (сварных швов)
- •2.1.11 Конструирование и расчет опорной части
- •2.1.12 Конструирование и расчет узла сопряжения
- •2.1.13 Конструирование и расчет укрупнительного
- •3 Конструирование и расчет центрально
- •3.1 Выбор типа сечения стержня колонны
- •3.2 Пример 3. Проектирование сплошной
- •3.2.1 Конструирование и расчет стержня колонны
- •3.2.2 Kонструирование и расчет оголовка колонны
- •3.2.3 Конструирование и расчет базы колонны
- •4 Пример 4. Проектирование сквозной
- •4.1 Конструирование и расчет стержня
- •4.2 .Расчет планок сквозной колонны
- •4.3 Конструирование и расчет оголовка колонны
- •4.4 Конструирование и расчет базы
- •Литература
3 Конструирование и расчет центрально
сжатых колонн
3.1 Выбор типа сечения стержня колонны
Тип сечения стержня колонны выбирают в зависимости от действующей нагрузки. Колонны сквозного сечения из двух двутавров или швеллеров принимаются, как правило, при нагрузках N < 6000 кН, а при больших нагрузках – колонны сплошного сечения в виде прокатных или сварных двутавров. В курсовой работе приведены примеры проектирования сплошных и сквозных колонн при одной и той же нагрузке.
3.2 Пример 3. Проектирование сплошной
центрально сжатой колонны
3.2.1 Конструирование и расчет стержня колонны
Расчетная схема колонны проведена на рисунке 17. Определяем фактическую длину колонны, учитывая, что база заглублена ниже отметки уровня пола на 600...800 мм (рисунок 17):
а) при поэтажной схеме сопряжения балок:
б) при схеме сопряжения в одном уровне:
где Hвн – отметка верха настила; hбн = 300 мм – высота балки настила из примера 1; tн = 10 мм – толщина настила из примера 1; h = 1760 мм – высота главной балки из примера 2; a = 20 мм – выступающая часть опорного ребра главной балки из примера 2.
а) б) в) |
Рисунок 17 – Расчетная схема колонны (а); к определению расчетной длины колонны при поэтажной схеме сопряжения балок (б) и при схеме сопряжения в одном уровне(в) |
Принимаем шарнирное сопряжение колонны с фундаментом и с главной балкой. Расчетная длина колонны в обеих плоскостях при шарнирном опирании стержня в верхнем и опорном узле равна:
Расчетная нагрузка на колонну:
где qp – расчетная нагрузка на главную балку из примера 2 (кН/м); 1,01 – коэффициент, учитывающий собственный вес колонны; L – пролет главной балки.
Задаемся гибкостью = 40 и по таблице 72 [1] для стали С235 при Ry = 23 кН/см2 определяем = 0,897. Определяем требуемую площадь сечения:
где с = 1 и в дальнейшем при написании формул опускается.
Рисунок 18 – Сечение сплошной колонны |
и определяем требуемую высоту сечения:
где х – коэффициент, принимаемый по таблице 3.
Принимаем стенку по сортаменту hw = 380 мм. Толщину стенки предварительно назначаем tw = 12 мм. Тогда требуемая площадь одного пояса:
Таблица 3 – Коэффициенты для определения размеров сечения
колонн
Тип сечения
|
|||
0,43 |
0,38 |
0,39 |
|
0,24 |
0,44 |
0,52 |
Назначаем толщину пояса tf = 1,6 см, откуда требуемая ширина пояса:
Предварительно по сортаменту принимаем bf = 26 см. Определяем геометрические характеристики принятого сечения. Площадь:
Моменты инерции принятого сечения:
Радиусы инерции:
Гибкость стержня:
По таблице 72 [1] определяем коэффициенты продольного изгиба x = 0,901 , y = 0,485. Проверяем устойчивость:
Устойчивость колонны относительно оси У не обеспечена. Увеличиваем сечение полки и принимаем в соответствии с сортаменту bf = 36 см, tf = 1,8 см. Определяем геометрические характеристики сечения относительно осей Х и У (рисунок 18).
Гибкость стержня и коэффициенты продольного изгиба:
Проверяем устойчивость:
Общая устойчивость стержня обеспечена.
Проверяем местную устойчивость элементов принятого сечения:
а) Местная устойчивость стенки. Вычисляем условную гибкость колонны:
где min = x .
В соответствии с таблицей 27* [1] для двутаврового сечения при mx = 0 и < 2 предельное значение гибкости стенки равно:
Определяем фактическую гибкость стенки:
Так как фактическая гибкость стенки меньше предельной, местная устойчивость стенки обеспечена.
б) Местная устойчивость пояса. Определяем величину свеса пояса:
В соответствии с таблицей 29* [1] предельное отношение свеса пояса к его толщине для двутаврового сечения составляет:
Фактическое значение отношения:
Условие выполняется, следовательно, местная устойчивость поясов обеспечена.
Проверяем необходимость постановки поперечных ребер жесткости. В соответствии с п. 7.21* [1] стенки сплошных колонн следует укреплять поперечными ребрами жесткости при:
Фактическая гибкость стенки
Следовательно, поперечные ребра жесткости по расчету не нужны. Конструктивно ставим поперечные ребра жесткости через 3hw = 114см.