Расчет соединительных элементов сквозной колонны.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Расчет соединительных элементов сжатых составных стержней должен выполняться на условную поперечную силу Q_fic, принимаемую постоянной по всей длине стержня:

Усилие в раскосе определим по формуле:

Где n – количество раскосов, участвующих в восприятии поперечной силы, α – угол между раскосом и поясом, принимаемый в диапазоне 45-55°.

φ_min – коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости раскоса, равной:

φ_min=0.871

Суммарное напряжение сжатия раскоса:

Где - напряжение в раскосе от сжатия колонны;

– напряжение в раскосе от действия поперечной силы.

Условие выполняется, следовательно, устойчивость раскоса обеспечена.

Расчет оголовка колонны.

Конструкция оголовка колонны должна обеспечить принятое ранее шарнирное крепление балки на опорах. Самым простым способом реализации шарнирного опирания является постановка балки на колонну сверху, что обеспечивает простоту монтажа. Расчетным элементом при таком опирании является ребро, поддерживающее плиту оголовка, толщину которой назначают конструктивно в пределах 20-25 мм. Толщину ребра оголовка определяют из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением:

Где l_р=b+2∙tпл=25+2∙2.5=30 см - длина участка смятия (b – ширина опорного ребра, tпл – толщина плиты оголовка);

N – опорное давление главной балки;

R_р – расчетное сопротивление смятию, принимаемое равным R_un;

R_un=3700 кгс/см² по табл. 51*СНиП ∥-23-81 «Стальные конструкции», при листовом прокате стали С235 толщиной 20 мм.

По ГОСТ 82-70 назначаем 28 мм.

Швы, крепящие ребро к плите должны быть рассчитаны на действие той же силы N. Задаемся катетом шва к_f_,_min=7 мм≤k_f=10 мм≤ к_f_,_max=1.2∙t=1.2∙8.4=10.08 мм. Определим необходимую высоту швов из условия прочности по металлу шва:

из условия прочности металла на границе сплавления:

Назначим высоту ребра из условий размещения сварных швов 66 см, при этом следует иметь ввиду, что эти швы по отношению к линии действия усилия N являются фланговыми, а их длины назначаются не более:

85∙β_f∙k_f=85∙0.7∙1=59.5 см

Назначаем высоту опорного ребра 59 см.

Расчет базы колонны.

Колонна имеет жесткое крепление к фундаменту. Принимаем диаметр анкерных болтов 30 мм. Фундамент проектируется из бетона В20 с расчетным сопротивлением сжатию R_b=115 кгс/см².

Определяем требуемую площадь плиты из условия обеспечения прочности фундамента:

Ширина опорной плиты базы колонны назначается конструктивно:

Где h – высота ветви колонны;

а – свес плиты, принимаемый ориентировочно равным 5-10 см.

Тогда необходимая длина плиты:

Исходя из размеров колонны и удобства размещения анкерных болтов назначаем плиту 56*70 см.

Расчетной нагрузкой на плиту является давление, равное напряжению в фундаменте:

Погонная нагрузка на участок плиты равна:

Определим изгибающий момент на различных участках в плите. Расчет участка плиты следует производить как консоли, при, а/h˂0.5:

Если, а/h˃0.5, то правильнее рассматривать плиту как пластину при опирании на три канта:

При опирании на четыре канта:

Где коэффициент β принят по таблице 8.7 Беленя Е.И. «Металлические конструкции»;

α - принят по таблице 8.6 Беленя Е.И. «Металлические конструкции»;

Участок 1 работает как консольная балка с пролетом а=6.8 см.

Участок 2 работает как пластина, опертая на три стороны, однако при а/h=0.27˂0.5 расчет ведется как для консольного участка:

Участок 3 работает как пластина, опертая на четыре канта. При b/а=46.17/19.5=2.4 по таблице 8.6 Е.И. Беленя «Металлические конструкции» принимаем α=0.125.

Требуемую толщину плиты определим по максимальному моменту:

Принимаем толщину плиты 3.6 см.

Высота траверсы определяется из условия размещения сварных швов, крепящих ее к стержню колонны. Необходимая длина швов при высоте катета к_f=10 мм (толщину траверсы назначаем равной 12 мм).

- по металлу шва: