Подбор сечения стержня сквозной колонны.

Задаемся значением коэффициента φ (0,7…0,9) , φ=0,85.

Определяем требуемую площадь сечения:

Принимаем 2 I 20, для которых А = 2·26,8 = 53,6 см², i_x = 8,3 см

Расчет относительно материальной оси.

Вычисляем гибкость:

где μ – коэффициент, зависящий от способа закрепления колонны. Для шарнирного закрепления фундаментных болтов к плите базы  μ = 1.

Находим φ_х = 0,467 и проверяем условие:

Условие не выполнено, следовательно, устойчивость не обеспечена.

Принимаем 2 I 24, для которых А = 2·34,8 = 69,6 см², i_x = 10 см

Находим φ_х= 0,586 и проверяем условие:

Недонапряжение составляет:

Условие устойчивости выполнено. Окончательно назначаем сечение из 2 I 24.

 

Расчет относительно свободной оси Y.

Задаёмся λ₁ = 40, тогда

где λ_еf = λ_х = 93,74 – из условия равноустойчивости.

Определяем требуемый радиус инерции:

Приближённое расстояние между двутаврами:

где α = 0,5– коэффициент, учитывающий приближенное значение радиусов инерции сечений.

Принимаем b = 24 см.

 

Рис. 3.2. Конструктивная схема сквозного решения на планках

 

Вычисляем характеристики назначенного сечения :

Следовательно, φ_y = 0,638.

Проверяем условие устойчивости:

Недонапряжение составляет:

Поскольку недонапряжение намного превышает 5%, изменим расстояние между двутаврами. Принимаем b = 21,5 см, при этом будет обеспечен зазор между полками, равный 100 мм.

Вычисляем характеристики назначенного сечения :

Следовательно, φ_y = 0,583

Проверяем условие устойчивости:

Недонапряжение составляет:

Окончательно назначаем расстояние между осями двутавров b = 21,5 см.

 

3.2. Расчет планок.

Предварительно назначаем размеры планок:

Ширина l_s (0,5…0,75) b = (10,75…16,125) см

Принимаем l_s = 15 см

Толщина t_s= (1/10…1/25) l_s= (1,5…0,6) см

Принимаем t_s = 1 см

Расстояние между планками в свету:

l_m= λ₁ * i_у1 = 40 * 2,37 = 95 см.

Условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани:

Перерезывающая сила в планке:

Изгибающий момент в планке:

Момент сопротивления сечения планки:

Проверяем прочность планки:

Проверяем прочность сварных швов, прикрепляющих планку к ветвям:

Задаемся катетом швов k_f = 7 мм = 0,7 см;

Ручная сварка β_f = 0,7;

Для стали С245 тип электрода Э42, R_wf =18 кН/см²

.

Назначаем ширину планки l_s = 18см и катет шва k_f = 7 мм

 

 

Расчет базы колонны.

 

Рис.3.3. Конструкция базы колонны

 

Собственная масса колонны :

G =2·q_ветви·l· 1,2 = 2 · 0,273·9,374· 1,2 = 6,14 кН,

где q_ветви–масса 1 п.м. двутавра №24;

1,2 – коэффициент, учитывающий массу планок, оголовка и базы;

Полная продольная сила в колонне на уровне обреза фундамента:

N’= N + G = 919,66 + 6,14= 925,8 кН;

Расчет плиты.

Требуемая площадь опирания плиты на фундамент:

Задаемся с = 10 см; t_t = 1 см, тогда размер плиты  В = 46 см, а размер

Принимаем L_p = 38cм, тогда b₂ = 8,25 см

Напряжение в бетоне фундамента будет:

 

 

                                           Рис. 3.4. Конструкция базы колонны

Определим изгибающие моменты на участках плиты:

Участок1.

Плита работает как консольная балка:

Участок 2.

Плита работает как пластинка, опирающаяся на 3 стороны. Максимальный момент на этом участке:

где β₂ – коэффициент для расчета пластинки, опертой на 3 стороны

Участок 3.

Плита работает как пластинка, опирающаяся на 4 стороны. Максимальный момент на этом участке:

где β₃ – коэффициент для расчета пластинки, опертой на 4 стороны

d – меньшая из сторон участка.

По максимальному моменту определяем толщину плиты:

Принимаем t_p = 25 мм.

Расчет траверсы

Высоту траверсы определяем исходя из длины сварных швов, прикрепляющих траверсу к ветвям колонны, задавшись катетом сварных швов k_f = 8 мм:

Принимаем h_t = 220 мм

Определяем расчетный катет швов, прикрепляющих траверсы и ветви к плите:

Принимаем k_f = 8 мм.

Проверяем траверсу на изгиб от реактивного давления фундамента.

Погонная нагрузка на траверсу:

Рис. 3.5. Расчетная схема траверсы

qt=20,13кН/см

 

Момент сопротивления сечения траверсы:

Напряжение:

т.е. прочность траверсы обеспечена.

 

Расчет оголовка.

 

 

 

                              Рис.3.6. Конструкция оголовка колонны

 

Толщина оголовка принимается без расчета в пределах t = 20…25 мм.

Принимаем t = 20 мм.

Определяем высоту диафрагмы, задавшись катетом сварных швов 8 мм:

Принимаем h_h = 220 мм.

Толщина диафрагмы:

где b_h = b₁ – t_w= 21,5 – 0,56 = 20,94 см;

Принимаем t_h = 12 мм.

Проверяем прочность диафрагмы на срез:

прочность диафрагмы не обеспечена.

Принимаем h_h = 250 мм, t_h = 18 мм.

прочность обеспечена.

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: