3. Расчет и конструирование центрально-сжатой колонны.

Геометрическая длина колонны при опирании главных балок на колонну сверху и при этажном сопряжении прокатных балок настила с главной балкой.

м,

где h_ – высота балки настила.

h_ – заглубление колонны.

h_н – отметка верха настила.

Расчетная длина

,

где – коэффициент расчетной длины.

Нагрузка.

Продольная сила, действующая в колонне.

.

Требуемая площадь

где: – коэффициент продольного изгиба;

3.1. Расчет базы колонны

Геометрические характеристики подобранного сечения: площадь поперечного сечения

t_w=14, t_f=30 h_w=52см

Момент инерции относительно оси, проходящей перпендикулярно поясам

J=2*(t_f*b_f³)/12+(h_w*t_w³)/12=2*(3*52³)/12+(52*1.4³)/12)=70315.9

Радиус инерции I= =70315.9/384.8=13.5см

Гибкость

Коэффициент продольного изгиба f=0.904952

Условие выполняется

3.2. Расчет базы колонны

Требуемая площадь плиты.

A_тр=N/R_ф=365715/75=4876,2 см²

где R_ф=R_пр∙ =7,5 =7,5МПа – расчетное сопротивление сжатию материала фундамента (R_ПР=7,5 МПа для бетона класса B12,5).

A_ф/A=1÷2 - отношение площадей верхнего обреза фундамента к площади плиты базы.

Ширина плиты

B_пл=h_в+2∙t_р+2∙c=52+2∙1,4+2∙15=84,4 см ,

по ГОСТ принимаем B_ПЛ=85 см. Тогда C₁=15.

Длина плиты

L_пл=A_тр/B_пл=4876,2/85=57,5 см

Т.к. L_пл=57,5 см < B_пл=85см , то длина плиты назначается конструктивно.

L_пл=b_ef+2∙C₁=52+2*3+2*15=88 см

Толщина плиты

t_пл= ≤40 мм.

где M_max – наибольший из изгибающих моментов, действующий на одном из участков плиты, на которые разбивается условно плита базы колонны.

σ=N/(B_пл∙L_пл)=365715/85∙88=48,89 кг/см²

Нагрузка, приходящаяся на полосу плиты шириной 1см:

q=1∙σ(в кг/см)=48,89

Участок 1 – консольный.

M₁=q∙c²/2=48,89∙15²/2=5500,1 кг∙см.

Участок 3 – опирание на три стороны.

M₃=β∙q∙h_в²

Где β= =0,33 < 0,5 , то

M₃=M₁=5512,5кг*см

h_в – длина свободного края пластины.

Рис.3.1.

Участок 4 – опирание на 4 стороны

M₄=α∙q∙h_в²=0,1*48,89*26²=3304,96 кг∙см

α =0,1 – коэффициент полученный Б.Г.Гаркалиным, зависит от отношения большей стороны к меньшей.

h_в – длина короткой стороны пластины

M_max= M₁=3171 кг∙см

t_пл= =3,75 см ≤ 40 мм

Принимаем t_пл=40 мм.

Определение размеров траверсы.

Толщина траверсы длина траверсы t_тр=10 мм.

Длина траверсы l_тр=L_пл=88 см.

Высота траверсы h_тр=Σl_w/4+10мм.

Σl_w= = =353;

h_тр=353/4+1=89,25 , принимаем h_тр=90 см.

3.3 Расчет оголовка колонны

b_o.c.=b_p=56см

Длина опорного столика зависит от суммарной длины сварных швов, расположенных по обеим сторонам опорного столика

Σl_w= = =152,9см

l_o.c.=152.9/2+1=77.5=78см

Проверка прочности

Перенапряжение 0,03%<5%-допустимо

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Беленя Е.И. Металлические конструкции. М.: Стройиздат,

1966. 560 с.

2. СНиП П-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирова­ния. М.: Стройиздат, 1991. 96 с.

3. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: Стройиз­дат, 1987. 35 с.

4.Еремин К.И., Нищета С.А., Ильина О.Ю. Расчет и проектирование металлических строительных конструкций: Учебное пособие. Магнитогорск:МГМА,1996.228с.