Расчет относительно свободной оси Y.

 

Задаёмся гибкостью ветви λ ₁ = 35, тогда

λ _у = ,

где λ _еf = λ _х = 74, 7 – из условия равноустойчивости.

Определяем требуемый радиус инерции:

i_у^треб = ;

Приближённое расстояние между швеллерами:

b^треб = ,

где α ₂=0, 44 – коэффициент, учитывающий приближенное значение радиусов инерций сечений.

Приближённое расстояние между швеллерами должно быть не меньше двойной ширины полок швеллеров плюс зазор между полками не менее 100мм (2*115+100=330мм).

Принимаем b = 40 см. Расстояние между наружными гранями стенок швеллеров будет:

b₁ = b + 2z0 = 40 + 2*2, 75 = 45, 5см.

Вычисляем характеристики назначенного сечения:

J_у = = = 50484см;

i_у = = 20, 3см;

λ _у = = 57, 8.

Вычисляем приведенную гибкость стержня:

λ _еf = 67, 6 → φ _у = 0, 773.

Проверка устойчивости:

;

;

Недопряжение составляет:

30 %> 5%.

Поскольку недонапряжение намного превышает 5%, уменьшаем расстояние между швеллерами. Принимаем b = 27, 5 см.

Вычисляем характеристики назначенного сечения:

J_у = = = 24538см;

i_у = = 14, 1см;

λ _у = = 83, 1.

Вычисляем приведенную гибкость стержня:

λ _еf = 90, 1 → φ _у = 0, 625.

Проверка устойчивости:

;

;

Недопряжение составляет:

8%> 5%, что незначительно превышает 5%.

Окончательно назначаем расстояние между осями швеллеров b = 27, 5 см, тогда b₁ = b + 2z0 = 27, 5 + 2*2, 75 = 33см

3.4.Расчет планок.

Предварительно назначаем размеры планок:

ширина l_s = ( 0, 5…0, 75 ) b = (13, 75…20, 63)см. Назначаем l_s=17см.

толщина t_s = ( 1/10…1/25 )l_s = (1, 7…0, 7)см. Назначаем t_s=0, 8см.

расстояние между планками в свету l_m = λ ₁ * i_у1 = 35 * 3, 23 = 113 см.

Рис. 3.3. Конструктивная схема сквозного сечения на планках

Условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани:

Q_s= = = =12, 4кН.

Перерезывающая сила в планке:

F = = = 58, 6 кН.

Изгибающий момент в планке:

М₁= = = 806, 0кН*см.

Момент сопротивления сечения планки:

W_s= = = 38, 5 см³.

Проверка прочности планки:

;

.

Проверяем прочность сварных швов, прикрепляющих планку к ветвям:

.

Задаем катет швов k_f = 7 мм = 0, 7 см, сварка полуавтоматическая в среде газов β _f = 0, 9; для стали С255 тип электрода Э42, R_wf =18 кН/см²

Вычисляем характеристики шва:

А_wf= = 10, 71см²;

W_wf = = = 30, 35 см³;

= 26, 6 кН/см² > 18 кН/см², прочность не обеспечена.

Назначаем ширину планки l_s =22 см и катет шва k_f = 7 мм = 0, 7 см.

F= = = 60, 9 кН;

М₁= = = 837 кН*см;

А_wf = =13, 9 см²;

W_wf= = =50, 8см³;

= 16, 5 кН/см²;

= 4, 4 кН/см².

Проверяем прочность сварных швов, прикрепляющих планку к ветвям:

,

кН/см² -- прочность сварных швов обеспечена.

Расчет базы колонны.

Собственная масса колонны:

G =2*q_ветви * l * 1, 2 = 2 * 0, 483 * 11, 73 * 1, 2 = 13, 6кН,

где q_ветви –масса 1п. м. швеллера №40;

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

Полная продольная сила в колонне на уровне обреза фундамента:

N’= N + G = 1534, 4+13, 6 = 1548 кН.

 

Рис. 3.4. Конструкция базы колонны

Расчет плиты.

Требуемая площадь опирания плиты на фундамент:

F_р^треб = 2580, 0 см²;

Задаем свес с= (80..120 )мм = 90мм, толщина траверс t_t = (8..12 )мм = 10мм, тогда размер плиты Вр = 60см, а

= 43 см, принимаем L_p = 45 cм, тогда b₂ =6, 0см.

Толщина плиты:

,

где М – максимальный изгибающий момент на участках плиты,

g_с =1, 2 для сталей с R_y < 28, 5 кН/см².

Напряжение в бетоне:

0, 57 кН/см².

Определяем изгибающие моменты на участках плиты:

Участок1. Плита работает как консольная балка:

= 23, 1кН*см.

Участок 2. Плита работает как пластинка, опертая на 3 стороны:

= 54, 7кН*см,

где β ₂ – коэффициент для расчета пластинки, опертой на 3 стороны.

Участок 3. Плита работает как пластинка, опертая на 4 стороны:

29, 8 кН*см,

где β ₃ – коэффициент для расчета пластинки, опертой на 4 стороны,

d – меньшая из сторон участка.

По максимальному моменту М = 54, 7кН*см определяем толщину плиты:

= 3, 4 cм.

Принимаем t_p = 36 мм.

Расчет траверсы.

 

Высоту траверсы определяем исходя из длины сварных швов, прикрепляющих траверсу к ветвям колонны, задавшись катетом сварных швов k_f = 4мм = 0, 4см (сварка механизированная β _f = 0, 9):

.

Принимаем h_t= 600 мм.

Катет швов, прикрепляющих траверсы и ветви к плите расчитывается:

.

Назначаем k_f = 4мм.

Проверка траверсы на изгиб от реактивного давления фундамента:

Погонная нагрузка на траверсу:

Рис. 3.7. Расчетная схема траверсы

M_{t, 1} =

M _{t, 2} =

M _t = M _{t, 2} - M_{t, 1} =2327, 7– 307, 8= 2019, 9 кН*см;

Момент сопротивления сечения траверсы:

= 600cм³.

Напряжение:

3, 37 < 23*1 = 23 кН/см² ,

т.е. прочность траверсы обеспечена.

Расчет оголовка колонны.

 

Толщина плиты оголовка назначается без расчета в пределах t = 20…25 мм; принимаем t = 20 мм.

Высота диафрагмы определяется длиной сварных швов, прикрепляющих диафрагму к ветвям, задавшись катетом сварных швов 4 мм:

.

Принимаем h_h = 600мм.

Толщина диафрагмы:

,

где b_h = b₁ – 2t_W = 33 – 2*0, 8 = 31, 4 см.

Принимаем t_h = 16 мм.

Проверяем прочность диафрагмы на срез:

;

= 12, 0 < 13, 5*1=13, 5 кН/см², прочность диафрагмы обеспечена.

 

Рис. 3.7. Конструкция оголовка колонны

 

Список литературы:

1.Металлические конструкции. В 3 т. Т1. Элементы стальных конструкций / Под ред. В.В. Горева. –М.: Высшая школа, 1997.-527 с.

2.Металлические конструкции / Под общ. ред. Е.И.Беленя. – М.: Стройиздат, 1975. – 424с.

3.Расчет конструкций балочной клетки: методические указания к курсовой работе по металлическим конструкциям /Липецкий государственный технический университет; Сост. В.М. Путилин, Н.В. Капырин. Липецк, 1999. 27с.

4.Расчет центрально-сжатых сквозных колонн: методические указания к курсовой работе по металлическим конструкциям /Липецкий государственный технический университет; Сост. В.М. Путилин, Н.В. Капырин. Липецк, 1999. 19с.

5.Строительные нормы и правила. Часть II. Нормы проектирования. Гл.23. Стальные конструкции (СниП II-23-81*). –М.: Стройиздат, 1988.-96с.

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: