Выбор расчетной схемы и типа колонны
Расчётная схема колонны определяется способом её закрепления в оголовке и в фундаменте. Соединение колонны с фундаментом может быть шарнирным или жёстким. Жёстким считается такое закрепление, когда имеется надёжное анкерное крепление базы колонны к фундаменту не менее, чем четырьмя болтами. При расчёте лёгких колонн соединение с фундаментом с учётом запаса прочности чаще всего принимают шарнирным.
Главные балки балочной клетки могут опираться на колонну сверху. Такое соединение, центрально передающее нагрузку и удобное при монтаже, считается шарнирным. Тогда при жёстком закреплении колонны в фундаменте расчётная длина колонны принимается равной 0,7 × lc, а при шарнирном - lc, где lc - геометрическая длина колонны от фундамента до низа балок (рис.26).
При выборе типа сечения колонны необходимо стремиться получить наиболее экономичное решение, учитывая величину нагрузки, удобство примыкания поддерживаемых конструкций, условия эксплуатации, возможности изготовления и наличие сортамента.
Прежде всего надо решить, принимать ли колонну сплошной или сквозной. Максимально возможная расчётная нагрузка для сквозных колонн из двух швеллеров составляет 3500 кН, для колонн из двух двутавров - 5600 кН. При большей нагрузке сквозные колонны получаются сложными в изготовлении, более рациональными оказываются сплошные колонны.
|
|
|
Рисунок 26- Расчетные длины колонн
Подбор сечения сплошной колонны
Подбор сечения состоит из двух этапов: компоновочного и проверочного.
Задавшись типом сечения и гибкостью колонны, предварительно определяют требуемую площадь сечения. По площади сечения подбирают его размеры. Затем проверяют колонну на общую устойчивость, а составляющие сечение элементы (например, полки и стенку сварного двутавра) на местную устойчивость.
При подборе сечения для колонн с расчётной нагрузкой до 1500-2500 кН и длиной 5-6 м можно задаться гибкостью l=100-70, для более мощных колонн с нагрузкой 2500-4000 кН гибкость можно принять l=70-50.
Подберём сечение сплошной колонны для рассматриваемой в нашем примере рабочей площадки. Принимаем двутавровое сечение стержня колонны сваренным из трёх листов (рис. 27) с учётом обеспечения возможности автоматической сварки. Материал – сталь С245, Ry =24кН/см2.
Рисунок 27
Принимаем закрепление концов колонны, как показано на рис.27. Длина колонны за вычетом толщины настила (tн), высоты балок настила (hб.н.), и главной балки (hг.б), выступающей части опорного ребра равна
lс=7,5 - tн - hб.н - hгб - 0,02 + hбазы = 7,5-0,01-0,3-1,54-0,02+0,8 = 6,43 м,
|
|
|
где hбазы - принятая высота базы колонны (0,8м).
Расчётная длина колонны lef = m × lc=0,7×6,43 = 4,5 м.
Усилие в колонне N = 2×Qmax×1,01 = 2×1155×1,01 = 2333 кН,
где Qmax - усилие, передаваемое на колонну одной главной балкой;1,01- коэффициент, учитывающий собственный вес колонны.
Задаёмся гибкостью l = 70 и находим по по интерполяции по табл.14 прил.2 соответствующее значение коэффициента устойчивости j=0,764 по условной гибкости
Определяем требуемые:
площадь сечения колонны 
;
радиус инерции 
;
ширину сечения 
Значение aу = 0,24 взято из табл.5, в которой приведены коэффициенты, связывающие размеры сечений с их радиусами инерции для рекомендованных в курсовом проекте сечений. Чтобы обеспечить возможность автоматической сварки назначаем высоту стенки сварного двутавра hw=500 мм, принимая её толщину 10мм (рис.28). Стенка колонны устойчива (не выпучится),так как её условная гибкость 
меньше значения предельной условной гибкости, определяемой по формуле(24) табл.9[2] 
Таблица 5 - Коэффициенты для определения размеров сечений колонны
Требуемая площадь поясного листа(полки): 
Принимаем полки из листов 280´16 мм. При этом Af = 44,8 см2.
Проверяем местную устойчивость полки (п.7.3.8[2]):
|
|
|
Устойчивость полки (невыпучивание под нагрузкой) следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса полки 
(где b св и tf –расчётная ширина свеса и толщина полки) не превышает значений предельной условной гибкости полки 
В нашем примере:
b св =( bf -tf )/2 =(28-1)/2=13,5см;
.
Следовательно, устойчивость сжатой полки обеспечена.
Размеры полученного сечения приведены на рис.28.
Рисунок 28- Принятое сечение колонны
Геометрические характеристики сечения:
площадь: А=2×28×1,6+50×1,0 = 139,6 см2;
момент инерции относительно оси y - y: Iy = 2×(1,6×283)/12 = 5854 см4 (моментом инерции стенки пренебрегаем);
радиус инерции:
.
Так как ix = 0,43h = 0,43 × 53,2 = 22,8 см > iy = 6,47 см, то проверку устойчивости колонны выполняем относительно оси y - y.
Гибкость колонны:
ly = lef /iy = 450/6,47 = 69,5.
Условная гибкость:
.
По табл.14 прил.2 коэффициент 
Проверяем устойчивость колонны:
.
Недонапряжение 
Подобранное сечение удовлетворяет требованиям общей и местной устойчивости. Укрепление стенки поперечными рёбрами жёсткости не требуется (см.п.7.3.3[2]), так как условная гибкость стенки 
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 1092; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!