Определение нагрузок и подбор сечения колонны

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Нагрузку на главную балку принимаю равномерно распределенной. Расчет веду только для оптимального варианта балочной клетки.

Рис. 1.3.1.1 Грузовая площадь колонны

Расчетное усилие в колонне с учетом собственного веса .

Где: - коэффициент, учитывающий собственный вес колонны и балок.

Принимаем примыкание главной балки к колонне на оголовок.

Рис. 1.3.1.2. Сечение колонны

Определим геометрические длинны колонны:

Находим расчетные длинны колонны:

По таблице 50^* СНиП II -23-81^* для конструкций третьей группы в климатическом районе II ₈ принимаем сталь С235.По таблице 51 СНиП II -23-81^* для стали С235 и листового проката при толщине 2 ¸ 20 мм принимаем .

Расчет на прочность стержневых элементов, подверженных центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле:

где φ - коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых элементов

Задавшись гибкостью (φ=0,625) таб.72 определяю требуемую площадь сечения:

Вычисляем требуемые радиусы инерции и габариты сечения.

где - коэффициенты приведения радиусов инерции к размерам сечения.

Примем толщину стенки 10 мм.

Требуемая площадь поясов

Определим толщину полки

; принимаем .

Тогда размеры сечения колонны будут следующими:

При принятых размерах , т.е. условие свариваемости удовлетворяется.

Проверим устойчивость колонны.

Определяю геометрические характеристики скомпонованного сечения.

Определим гибкость колонны:

Так как , проверку устойчивости колонны выполняем относительно оси Y. Значение коэффициента продольного изгиба .

Напряжения в колонне равны

т.е. устойчивость колонны обеспечена.

Недонапряжение в колонне составляет

Проверка полок и стенки на местную устойчивость

Проверим стенку на местную устойчивость

Условная гибкость

< - местная устойчивость стенки обеспечена.

Так как, , то по длине колонны конструктивно устанавливаем по две пары ребер жесткости с размерами:

Принимаю: .

Компоновка и расчет базы колонны

Рис.1.3.3. 1 База колонны

В центрально-сжатых колоннах размеры опорной плиты в плане определяются из условия прочности на смятие, расположенного под ним материала фундамента:

где: - Расчетное усилие в колонне с учетом собственного веса

– коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки и принимаемый в соответствии с СНБ ”Бетонные и железобетонные конструкции”.

- средняя прочность бетона на осевое сжатие, принимаемая по СНБ 5.03.01-02 для бетона класса

Находим размер В_пл предварительно задавшись c и t_тр

.Принимаем .

где: - ширина колонны

t_тр= 10 мм – толщина траверсы

c = 50 мм – вылет консольного участка плиты

Тогда требуемая длина опорной плиты .

Принимаем по конструктивным соображениям L_пл =420мм.

Толщина опорной плиты определяется ее работой на изгиб как пластинки, опертой на торец колонны, траверсы и ребра. Снизу на плиту действует нагрузка от отпора фундамента, равная напряжению под плитой

Можно выделить участки пластинки, опертые по одной, трем и четырем сторонам (кантам),соответственно обозначенные цифрами 1,2,3.

В первом отсеке:

Так как , то

Во втором отсеке:

Так как , то

В третьем отсеке:

По наибольшему из трех моментов найдем толщину плиты:

Принимаю t _пл =22 мм –т.к. толщина плиты соответствует допустимым нормам , следовательно ребро жесткости устанавливать ненужно ( для стали С235 при толщине плиты от20 до 40 ).

Для данной толщины плиты ,условие свариваемости удовлетворяется.

Согласно принятой конструкции траверса приваривается к полкам 4-мя угловыми швами. По таблице 55 СНиП II -23-81^* для 3 группы, района II ₈ и стали С235 принимаем полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа (ГОСТ 8050-85) и сварочную проволоку Св-08Г2С. По таблице 56 для проволоки Св-08Г2С принимаем . Принимаем диаметр проволоки 1,2 мм. Следовательно, по таблице 54 СНиП II -23-81^* принимаем .

Определяем расчетное сечение углового шва:

;

Расчет ведем по металлу шва.Определим по конструктивным требованиям максимальный катет шва: . Определяем конструктивно минимальный катет шва: при , полуавтоматической сварке, с односторонними швами по таблице 38 СНиП II-23-81^* принимаем .Назначаем катет шва .