- •1 Расчет и конструирование балочной клетки
- •1.1 Исходные данные
- •1.2 Компоновка и выбор варианта балочной клетки
- •1.2.1 Нормальный тип балочной клетки
- •1.2.2 Усложнённый тип балочной клетки
- •1.2.3 Расчёт балок настила нормального типа балочной клетки
- •1.2.4 Расчёт балок усложненного типа балочной клетки
- •1.2.4.1 Расчёт балок настила
- •1.2.4.2 Расчёт второстепенных балок
- •1.2.5 Выбор наиболее экономичного варианта балочной клетки
- •1.3 Расчёт крепления настила
- •2. Расчёт и конструирование главной балки
- •2.1 Подбор и проверка сечения главной балки
- •Находим усилия в изменённом сечении главной балки:
- •2.3 Проверка местной устойчивости элементов главной балки
- •2.4 Расчёт соединения пояса со стенкой главной балки
- •2.5 Расчёт опорной части главной балки
- •2.6 Расчёт укрупнительного стыка балки
- •Стык поясов
- •Стык стенки
- •2.7 Расчёт стыка балки настила с главной балкой
- •3. Расчёт и конструирование колонны
- •3.1 Определение расчётной длины колонны
- •3.2 Расчёт сплошной колонны
- •3.2.1 Подбор и проверка сечения стержня колонны
- •3.2.2 Расчёт базы колонны
- •3.2.3 Расчёт оголовка колонны
- •Введение
- •Содержание
- •Заключение
3. Расчёт и конструирование колонны
3.1 Определение расчётной длины колонны
Рис. 26 Расчётная схема колонны
Расчётная нагрузка на колонну:
,
где –расчётная нагрузка на главную балку с учётом собственного веса.
Т.к. , то будем рассчитывать сплошную колонну.
Расчётная длина колонны:
,
где –отметка верха настила;
–высота главной балки;
–толщина настила;
–глубина заложения.
Расчётная длина колонны:
,
где коэффициент, зависящий от вида закрепления колонны (т. 3.19 [1]).
3.2 Расчёт сплошной колонны
3.2.1 Подбор и проверка сечения стержня колонны
Задаемся гибкостью сечения колонны λ=60; при Ry=260 МПа φ=0,795 (по табл. 3.10[1]) и определим требуемую площадь сечения колонны:
где- коэффициент условий работы
Определим требуемые радиусы инерции:
см
Определяем минимальные требуемые размеры сечения:
где
В двутавровом сечении по конструктивным соображениям, поэтому принимаем. Принимаем.
Компонуем сечение колонны.
Из условия местной устойчивости стенки, толщина стенки должна быть не менее:
где - предельная условная гибкость стенки;
- условная гибкость колоны.
Принимаем , следовательно площадь стенки равна
Площадь полки равна: откуда толщина полки будет равна:, но из условия местной устойчивости полки, ее толщина должна быть не менее:
Окончательно принимаем: .
Определяем геометрические характеристики сечения:
.
Определяем геометрические характеристики сечения колонны:
Определяем максимальную гибкость колонны:
,
по гибкости определяем по т.3.10[1].
Проверяем устойчивость колонны:
недонапряжение 1,37 %<5%
Проверяем колону по предельной гибкости:
. Условие выполняется.
Проверка местной устойчивости стенки:
Проверка местной устойчивости полки:
Условие выполняется.
Рисунок 3.3 Сечение колонны
3.2.2 Расчёт базы колонны
Рис. 19 База колонны
Принимаем фундамент из бетона класса , для которого:
нормативное сопротивление бетона осевому сжатию(т. 6.1 [3]);
частный коэффициент безопасности бетона;
расчётное сопротивление бетона осевому сжатию;
коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки (изменение №3[3]);
коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии.
.
Предварительно определяем требуемую площадь опорной плиты:
Базу колонны проектируем с фрезерованным концом.
Назначаем толщину траверсы , вылет консольной части плиты.
Ширина плиты:
.
Принимаем
Требуемая длина плиты:
.
Принимаем .
Получаем плиту с размерами в плане .
Среднее напряжение в бетоне под плитой:
.
Определяем изгибающие моменты для участков 1, 2, 3.
Участок 1 опёрт на четыре канта:
,
где коэффициент расчёта на изгиб прямоугольных пластинок, опёртых на четыре канта (т. 2.14 [1]) в зависимости от.
Участок 2опёрт на три канта:
,
где (т. 2.15 [1]) в зависимости от
Участок 3консольный:
.
Требуемая толщина плиты по максимальному моменту:
,
где расчётное сопротивление стали С285 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 10 до 20 мм (т. 2.3 [1]).
Так как требуемая толщина плиты больше 2 см, что превышает выпускаемы толщины для стали С285, принимаем сталь С345, гдерасчётное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного универсального проката по ГОСТ 27772-88 при толщине свыше 40 до 60 мм (т. 2.3 [1]).
Принимаем толщину листа из стали С345 (т. 7.14 [1]).
Для крепления траверсы к стержню колонны принимаем сварку полуавтоматическую (ГОСТ 14771-76*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85) сварочной проволокой СВ-08Г2С (ГОСТ 2246-701*) Ø1.4-2.0 мм
Угловой шов крепления траверсы к колонне рассчитываем по металлу шва, т.к.
,
где и– коэффициенты глубины проплавления шва, для полуавтоматической сварки в углекислом газе, электродом Э50, и(т. 4.2 [1]);
– расчётное сопротивление металла шва (т. 4.4 [1]);
(т. 4.7 [1]), ;
– временное сопротивление свариваемости стали С345 (т. 2.3 [1]);
–коэффициенты условий работы сварного шва.
Высота траверсы определяется прочностью сварных швов, необходимых для прикрепления её к стержню колонны четырьмя вертикальными швами, и прочностью самой траверсы, работающей как балка на двух опорах.
Катет шва принимаем .
.
Принимаем высоту траверсы , толщину.
Производим проверку прочности траверсы (,).
Ширина грузовой площади, с которой собирается реактивное давление фундамента на траверсу:
Интенсивность погонной нагрузки на траверсу:
Рис.20 Грузовая площадь, расчётная схема и эпюра моментов
Производим проверку траверсы на прочность:
- на консольном участке
- на среднем участке
Определяем прочность сварных швов:
По табл.5.11 [1] конструктивно принимаем анкерные болты ВСт3кп2 диаметром 20мм, с площадью сечения и расчётным сопротивлением.