KONSTRUKTsII1
.pdf
Расчет центрально-сжатой колонны
Рассмотрим расчет центрально-сжатой сплошной колонны постоянного сечения.
Тип и размер сплошных колонн постоянного сечения назначают предварительно:
-при высоте колонн L=10-12 м, высоту сечения колонны h принимают 1/15 L.
-при высоте колонн L=14-16 м, высоту сечения колонны h принимают 1/18 L.
-при высоте колонн L>20 м, высоту сечения колонны h принимают 1/20 L.
Как правило, за высоту колонны принимают расстояние от обреза фундамента до опорного узла балки или фермы (от опоры до опоры, как пролет в балках).
Расчет выполняем по указаниям СП 16.13330.2011 "Стальные конструкции".
© Соколов М. С. |
25 |
Определение нагрузок на колонну
в осях Б/4.
Из схемы видно, что колонна в осях Б/4
загружена симметрично и ее сечение может быть подобрано как для центрально-сжатой.
Поскольку мы не выполняли расчет балок покрытия, то расчетную нагрузку на колонну определим по грузовым площадям. Нагрузка на колонну определена для сечения на уровне обреза фундамента. При количестве перекрытий более 1 (количестве этажей более
2) в расчет принимается сумма нагрузок от всех перекрытий:
ΣАгрхРпер.
N = ΣАгрхРпер+ АгрхРпокр = 36х735,0 кг/м2 +36х875,0=57960 кг~58000 кг.
Более точно нагрузка на колонну может быть определена как сумма опорных реакций балок, опирающихся на колонну.
В нашем примере для перекрытия: N=Rглx2+Rвтx2 = 6782х2 + 6600х2 =26764
кг
N = ΣАгрхРпер= 36х735,0 =26460 кг,
Разница 1,14%.
© Соколов М. С. |
26 |
Подбор сечения колонны.
Определяем требуемую площадь сечения, приняв предварительно коэффициент продольного изгиба φ=0,8: A = N / (φ Ry γc) = 58000/0,8х2395х0,95 = 31,86 см2
По сортаменту СТО АСЧМ 20-93 "Двутавры горячекатаные с параллельными гранями полок", подбираем двутавр
20Ш1.
Характеристики двутавра 20Ш1:
Площадь сечения А = 39,01 см2.
Радиус инерции iх = 8,3 см;
Собственный вес (масса 1 м длины) 30,6 кг/м.
При подборе сечения колонн следует учитывать задачи унификации узлов сопряжения колонн и балок, а также удобства монтажа.
© Соколов М. С. |
27 |
Проверка выбранного сечения.
Определяем расчетную длину колонны, считая, что нижний конец колонны жестко защемлен в фундаменте, а верхний шарнирно опирается на перекрытие, тогда по таблице 30 СП 16.13330.2011
коэффициент расчетной длины µ = 0,7.
Расчетная длина колонны lef = µl = 0,7х265 =185,5 см.
© Соколов М. С. |
28 |
Предельная гибкость принимается по нормативным требованиям (по табл. 32 СП 16.13330.2011), максимальное допустимое значение для колонн λu = 120.
Определяем гибкость стержня колонны:
λ = lef/i =185,5/8,3 = 22,35< λu = 120
Определяем условную гибкость:
λ = λ √(Ry /Е) = 22,35√ 2395/2,1х106 = 0,755>0,4
Определяем коэффициент устойчивости по таблице Д.1 (СП 16.13330.2011) в зависимости от условной гибкости λ = 0,755 и типа сечения b (двутавр): φ = 0,967.
Можно определить коэффициент устойчивости другим способом по таблице из учебника в зависимости от гибкости λ и расчетного сопротивления стали Ry.
Для нашего примера при λ = 22,35 и Ry = 2395 кг/см2 = 235 МПа по таблице получим значение φ = 0,955. Как видим, значение меньше, чем по СП. В запас прочности дальнейшую проверку ведем по наименьшему значению.
Проверяем устойчивость сечения колонны по формуле:
N / (φ АRy γc) ≤1 58000/0,955х39,01х2395х0,95 = 0,684<1
Условие устойчивости выполнено.
© Соколов М. С. |
29 |
© Соколов М. С. |
30 |
Оценка собственных пределов огнестойкости
стержневых стальных конструкций
Оценка собственных пределов огнестойкости стержневых стальных конструкций производится по таблице, составленной на основе расчетных данных в зависимости от приведенной толщины металла (ПТМ), которая определяется по формуле:
ПТМ= S/P,
где S – площадь поперечного сечения профиля, мм2; Р – периметр обогреваемой части сечения, мм. Промежуточные значения огнестойкости определяются методом линейной интерполяции.
При приведенной толщине металла менее 3 мм, собственный предел огнестойкости принимается равным 5 мин.
© Соколов М. С. |
31 |
Приведенная толщина металла |
Собственный предел огнестойкости |
(ПТМ), |
(Пф), |
мм |
мин |
3 |
7 |
|
|
4 |
8 |
|
|
5 |
9 |
|
|
10 |
15 |
|
|
15 |
18 |
|
|
20 |
21 |
|
|
30 |
27 |
|
|
40 |
34 |
|
|
60 |
43 |
|
|
© Соколов М. С. |
32 |
Рекомендуемая литература по теме
1.Федеральный закон от 30.12.2009 №384-ФЗ Технический регламент о безопасности зданий и сооружений.
2.ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований.
3.СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*.
4.СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*.
5.СП 53-102-2004 Общие правила проектирования стальных конструкций.
6.Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений под ред. д.т.н. проф. А.А. Уманского.
7.Справочник проектировщика. Металлические конструкции. Под ред. академика Н.П.
Мельникова.
8.Инженерные конструкции. Учебник, под редакцией В.В. Ермолова. – М.:"Архитектура-С",2007.
9.Металлические конструкции. Учебник, под редакцией Ю.И. Кудишина, 11-е издание.- М.:
"Академия", 2008.
10.Файбишенко В.К. Металлические конструкции. – М., 1984.
11.Архитектурное конструирование. Учебник, В.А.Пономарев. – М.: "Архитектура-С", 2008.
© Соколов М. С. |
33 |
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
№ 1
© Соколов М. С. |
34 |