- •1. Коррозия металла. Основные методы борьбы с коррозией в различных видах конструкций
- •2. Классификация сталей по прочности. Механические хар-ки сталей. Марки сталей для металлич-х констр-ций
- •3. Основные положения метода расчета мк по предельным состояниям; группы пред-х сост-й
- •4. Характиристика соединений мк
- •5. Виды сварки, типы сварных швов и соединений, их расчет
- •6. Виды и общая хар-ка болтовых соединений. Расчет болтов. Особенности работы и расчета соединений на высокопрочных болтах
- •Соединения на высокопрочных болтах
- •7. Характеристика балочных конструкций. Типы балок, компоновка балочных конструкций (клеток)
- •8. Прокатные стальные балки. Подбор и проверка сечения прокатных балок
- •9. Проверка прочности и прогибов составных сварных балок
- •10. Проверка и обеспечение общей устойчивости стальных балок. Проверка и обеспечение местной устойчивости эл-ов сечения составных балок (поясов и стенки)
- •11. Типы центрально-сжатых сплошных колонн, их конструирование и расчет
- •12. Типы центрально-сжатых сквозных колонн, их конструирование и расчет стержня.
- •13. Базы центрально-сжатых колонн, их конструирование и расчет
- •14. Фермы. Классификация ферм. Конструктивные решения
- •15. Расчет ферм. Сбор нагрузок и определение усилий в стержнях
- •16. Типы сечений эл-ов ферм, подбор сечений стержней
- •17. Конструктивное оформление и расчет узлов ферм
- •18. Основы проектирования конструкций стального каркаса производственных зданий
- •19. Типы внецентренно-сжатых сплошных колонн, их конструирование и расчет
- •20. Типы внецентренно-сжатых сквозных колонн, их конструирование и расчет
- •21. Особенности работы и расчета подкрановых балок, их конструктивное решение
- •22. Связи. Их виды, назначение и решение
- •23. Фахверк. Его назначение и конструктивное решение
- •24. Рамные конструкции покрытий большепролетных зданий. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой.
- •25. Арочные покрытия больших пролетов. Особенности конструирования и расчет
- •26. Пространственно-стержневые системы- структуры. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой
- •27. Висячие покрытия. Общие сведения о конструкциях и их работе под нагрузкой
- •28. Основные сведения о легких металлических конструкциях, их особенностях и конструктивных решениях
13. Базы центрально-сжатых колонн, их конструирование и расчет
Типы и конструктивные особенности баз. Конструкция базы должна отвечать принятому в расчетной схеме колонны способу сопряжения ее с основанием. При шарнирном сопряжении база при действии случайных моментов должна иметь возможность некоторого поворота относительно фундамента, при жестком сопряжении необходимо обеспечить сопряжение базы с фундаментом, не допускающее поворота.
По конструктивному решению базы могут быть с траверсой (рис. 8.15,а), с фрезерованным торцом (рис. 8.15,б и с шарнирным устройством в виде центрирующей плиты рис. 8.15,в).
Расчет и конструктивное оформление баз с траверсой и баз с консольными ребрами.
После выбора типа базы расчетом устанавливают размеры опорной плиты в плане и ее толщину.
При площади опорной плиты Аf1, значительно меньшей обреза фундамента Аf2, расчетное сопротивление сжатию материала фундамента повышается, и бетон фундамента работает на локальное сжатие (смятие).
Площадь смятия Af1 определяют из условия:
Ψ – к-т, зависящий от хар-ра распределения местной нагрузки по площади смятия; Rb,loc – расчетное сопротивление бетона смятию:
Rb – расчетное сопротивление тяжелого мелкозернистого и легкого бетонов для определения состояний первой группы на осевое сжатие; α=1 для бетонов класса ниже В25
Требуемая площадь плиты:
Размеры плиты В и L определяются в пределах требуемой нагрузки по конструктивным соображениям в зависимости от размещения ветвей траверсы или укрепляющих плиту ребер.
Плита работает как пластинка на упругом основании, воспринимающая давление от ветвей траверсы и ребер. Плиту рассчитывают как пластину, нагруженную снизу равномерно распределенным давлением фундамента и опертую на элементы сечения стержня и базы колонны (ветви, траверсы, диафрагмы, ребра и т.п.).
Наибольшие изгибающие моменты, действующие на полосе шириной 1 см, в пластинках, опертых на 3 или 4 канта, определяют по формуле:
q – расчетное давление на 1 см2 плиты.
По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов определяется момент сопротивления плиты шириной 1 см:
Wf = 1tf2/6 = Mmax/Ry, по по нему вычисляется требуемая толщина плиты
Усилие стержня колонны передается на траверсу через сварные швы, длина которых и определяет высоту траверсы h. Если ветви траверсы прикрепляются к стержню колонн четырьмя швами, то получить требуемую высоту траверсы можно по следующей формуле:
Высота углового шва принимается не более 1—1,2 толщины ветви траверсы, которая из конструктивных соображений устанавливается равной 10— 16 мм. Высоту траверсы следует принимать не больше 85βfkf
Швы, прикрепляющие ветви траверсы к опорной плите, рассчитывают на полное усилие, действующее в колонне. Прикрепление консольных ребер к стержню колонны рассчитывается на момент и поперечную силу.
Момент в плоскости ребра (консоли):
Ск – ширина грузовой площади; lk – вылет колонны.
Поперечная сила в месте крепления консоли:
Если ребра крепят к стержню колонны угловыми швами, то швы проверяют по равнодействующей напряжений от изгиба и поперечной силы:
- по металлу шва
- по металлу границы сплавления
Расчет и конструктивное оформление базы с фрезерованным торцом стержня колонны. При фрезерованном торце стержня колонны плиту обычно принимают квадратной со стороной:
Так как свесы плиты не укреплены, то плита иногда получается значительной толщины, толще обычного прокатного листа (40—50 мм). В связи с этим возможно применение литых плит или слябов.
Ведя расчет в запас прочности, можно определить изгибающий момент в плите по кромке колонны, рассматривая трапецеидальный участок плиты как консоль шириной b (у сопряжения с колонной),
φф – напряжение в фундаменте под плитой базы; А – площадь трапеции; с – расстояние от центра тяжести трапеции до кромки колонны.
Требуемая толщина плиты:
В каждой точке такой пластины возникают моменты: Мг — в радиальном направлении и Mτ — в тангенциальном направлении при ширине расчетного элемента 1 см:
N – полное расчетное давление колонны на плиту; kr и kτ – к-ты, зависящие от отношения радиуса колонны к радиусу плиты β=b/a.
По найденным моментам определяют напряжения:
- нормальные
- касательные
Приведенное напряжение проверяют по формуле:
Для восприятия напряжений от случайных моментов и поперечных сил прикрепление стержня колонны с фрезерованным торцом к плите условно рассчитывается на усилие, составляющее 15% общего давления.