- •1. Балки и балочные конструкции
- •1.1. Компоновка балочной клетки. Расчет стального настила и прокатной балки.
- •Расчет балок
- •2.Контрольное задание по курсовой
- •Состав курсовой работы
- •3.Методические указания к выполнению курсовой работы
- •3.1. Расчет настила
- •3.2.Расчет балки настила
- •3.3. Расчет главной балки
- •3.4. Расчет колонны
- •4. Пример расчётов конструкций балочной клетки
- •4.1. Расчёт настила
- •Расчетная схема настила
- •4.1.1. Расчёт балки настила
- •4.2. Проектирование и расчет главных балок*
- •4.2.2. Проверка прочности и общей устойчивости главной балки
- •4.2.4. Расчет поясных швов главной балки
- •4.2.5. Расчет опорного ребра главной балки
- •4.7. Расчетная и конструктивная схемы на устойчивость опорного участка главной балки.
- •4.3. Конструктивное решение монтажных стыков балок и их расчет
- •4.3.1. Проектирование стыка главной балки на высокопрочных болтах
- •4.3.2. Проектирование сварного стыка главной балки
- •4.4. Расчет центрально сжатой колонны сплошного сечения
- •4.4.1. Подбор сечения, проверка общей устойчивости колонны и местной устойчивости стенки и полок
- •4.4.2. Расчет и конструирование оголовка колонны
- •4.4.3. Расчет и конструирование базы колонны
- •Расчет траверсы.
- •4.5. Пример расчета центрально сжатой сквозной колонн
- •Расчет и конструирование оголовка колонны.
- •Расчет и конструирование базы колонны.
- •Список рекомендованной литературы Основной
- •Дополнительный
- •Расчетные сопротивления стали по гост 27772-8, сварных и болтовых соединений, кН/см2.
- •Коэффициенты для расчета на прочность элементов стальных конструкций с учетом развития пластических деформаций
- •Приложение 13. Чертежи к курсовой работе и курсовому проекту
4.5. Пример расчета центрально сжатой сквозной колонн
В данном примере нагрузка и длина колонны имеют другие значения, чем в п.4.4.
Определение размеров сечения колонны
Колонна состоит из двух ветвей (два прокатных двутавра), соединенных планками.
Материал колонн – сталь С255. Для нее по табл. 51 СНиПа II-23-81* определим, что расчетное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести Ry = 24 кН/см2.
В расчетной схеме имеем шарнирное крепление главных балок с колонной, и по заданию шарнирное крепление колонны к железобетонному фундаменту.
Такое крепление возможно только при условии устройства вертикальных связей между колоннами.
Рис.4.15. Расчетная схема колонны
Нагрузка на колонну:
где:
- максимальная поперечная сила в главной балке, действующая на колонну.
- собственный вес колонны (0,8 – эмпирический коэффициент, учитывающий собственный вес колонны кН/м)
где:
H = 8000мм – заданная отметка верха настила,
tн = 8мм – толщина настила в принятом варианте,
hб.н. = 300мм – принятая по сортаменту высота балки настила,
hгл = 1200мм – высота главной балки,
hф = 500мм – заглубление колонны ниже нулевой отметки.
Тогда:
Определяем требуемую площадь поперечного сечения стержня колонны:
где – коэффициент устойчивости, определяется по таблице СНиПа по величине.
Задаемся гибкостью колонны относительно материальной оси х в зависимости от получившейся нагрузки на колонну:
При N<2500 кН, лх = 60…90.
При N≥2500 кН, лх = 40…60.
Принимаем гибкость лх = 60.
Рис. 4.16. Поперечное сечение сквозной колонны
Условная гибкость
Для принятого сечения (из двух двутавров) определяем тип кривой устойчивости в соответствии с типом сечения – тип «b» /1/ . По таблице коэффициентов устойчивости при центральном сжатии условной гибкости соответствует= 0,818.
Определяем требуемую площадь поперечного сечения:
Принимаем сечение колонны из двух двутавров №33 с общей площададью
2·53,8 = 107,6 [см2], ix = 13,5 см.
Определение требуемого расстояния между ветвями колонны
Это расстояние важно для обеспечения устойчивости колонны относительно свободной оси y: чем больше расстояние, тем более устойчива колонна.
Требуемая гибкость относительно свободной оси при гибкости ветви лв = 30 равна:
где:
лх = 60 (задались)
лв = 30 – гибкость одной ветви колонны (задались)
Необходимый радиус инерции принятого сечения колонны относительно оси y:
где:
- расчетная длина стержня колонны из плоскости (относительно оси y)
(см. выше)
С помощью эмпирического коэффициента находим требуемое расстояние:
Принимаем b = 31 см
Расстояние в свету между полками двутавров
где:
bf – ширина полки ветви колонны (по сортаменту)
a ≥ 100мм – расстояние между ветвями, которое назначается из условия возможности окраски внутренней поверхности ветви.
Проверка устойчивости колонны подобранного сечения.
В плоскости чертежа (относительно оси х):
Проверка по нормальным напряжениям:
где:
- уточненный коэффициент устойчивости, который считается по истинной гибкости лx
- расчетная длина стержня колонны в плоскости х; в нашем случае
= геометрической длине, так как имеем шарнирное крепление вверху и внизу
Проверка устойчивости колонны относительно оси y:
Для определения находим истинное
где:
- момент инерции двух ветвей колонны;
- собственный момент инерции двутавра (сортамент)
= a/2= 15,5 см – расстояние от оси у до оси у1, проходящей через центр тяжести двутавра, параллельно оси у
– площадь одного двутавра (сортамент) тогда:
Расчет соединительных планок:
Задаемся высотой планки d = 16 см; толщиной планки td = 0,8 см.
Момент инерции сечения планки относительно собственной оси (х):
Расстояние в свету между планками:
где: - радиус инерции сечений ветви относительно собственной оси (сортамент);= 2,79 см
Приведенную гибкость определяем в зависимости от величины
где:
- момент инерции одной ветви относительно собственной оси (у1)
- расстояние между центрами тяжести ветвей колонны.
, следовательно, условная гибкость
Условно приведенная гибкость:
Тогда =0,839 см
Проверка по нормальным напряжениям: