5. Расчет и конструирование центрально - сжатой колонны
Длина колонны исходя из заданной высоты отметки настила и высоты конструкций покрытия = 8,694 м.
Нагрузку на колонну принимаем равной опорной реакции двух главных балок = 2610 кН.
Принимаем сплошную
колонну, согласно рекомендациям. Сталь
Расчетное сопротивление сжатию, изгибу, растяжению = 23 МПа.
Подбор сечения стержня сплошной колонны выполняется в следующем порядке.
Задаемся типом сечения колонны, определяем требуемую площадь сечения из условия обеспечения устойчивости:
126,08 см2,
где
Находим соответствующую гибкость и определяем требуемые радиусы инерции сечения:
Определяем генеральные размеры сечения колонны (=0,43,= 0,24):
37,8 см.
; (40,5730,429); принимаем38 см.
В сварном двутавре толщина стенки принимается в пределах , а толщину поясов в пределах.
Приближенно для двутаврового сечения можно принять:
144,4 см2
Размеры рекомендуется принимать согласно сортамента.
=
= 38 см;
= 1,4 см;
= 38 см.
Геометрические характеристики сечения:
=12803,46.
9,42 см.
64,61. = = =2,16.
Отсюда 0,794.
Проверка на устойчивость: ,
22,76
кН/см2<= 23 кН/см2. Условие
Расчет оголовка колонны.
Оголовок колонны состоит из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны, а также монтажных болтов, фиксирующих в проектное положение балку.
Толщина опорной
плиты оголовка принимается конструктивно
,
а размеры в плане принимаются так, чтобы
плита выходила за контур сечения колонны
на 15мм. Принимаем=
Оголовок колонны, при опирании балок с торцевой диафрагмой, проектируется следующим образом.
Определяем катет шва:
1,5 см,
где
Высота ребра оголовка определяется исходя из требуемой длины швов, передающих нагрузку на стержень колонны:
=
62,14 89,25, принимаем63.
Тогда высота ребра оголовка 64 см.
Толщина ребра оголовка определяется из условия сопротивления смятию под полным опорным давлением:
,
=
где 30,5 см;
2,37 см.
Проверяем ребро на срез:
8,604
= 13,34условие
Также проверяется на срез стенка колонны в месте прикрепления к ней ребер:
;
20,391
= 13,34условие
Расчет базы колонны.
Принимаем бетон
Требуемая площадь опорной плиты:
2193,27 см2, где1,19- расчетное сопротивление смятию бетона фундамента,= 1,4;
Принимаем 64,5 см, тогда60 см, принимаем.
64,5x60 = 3870 см2.
1,4,
где площадь верхнего обреза фундамента.
Среднее напряжение в бетоне под опорной плитой:
=
= 0,674 кН/см2
Опорная плита может быть разделена на различные участки в зависимости от опирания. Для определения толщины плиты вычисляем изгибающие моменты на различных участках.
Участок 1, опертый на четыре стороны.
46,23 кН*см.
1,005 0,048.
Участок 2, опертый на три стороны.
0,202. Если <0,5, то, иначе.
59,35 кН*см.
Участок 3, консольный.
7,848 кН*см.
Принимаем сталь
плиты
Толщина плиты определяется исходя из условия ее работы на изгиб:
3,93 см, принимаем плиту толщиной 4 см.
Принимаем толщину
траверсы
Усилие от стержня колонны передается на траверсу через сварные швы, длина которых и определяет высоту траверсы (рекомендовано в пределах 300-600 мм):
где 3,93 см.
41,28 <=
Список использованных источников
1.Учебное пособие по дисциплине «Металлические конструкции» для студентов очной и заочной формы обучения специальностей 27010265, 27011565, бакалавриат по направлению «Строительство»/Составитель: Столбов А.В. Набережные Челны: ИНЭКА, 2007. 129с.
2. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой России. М. : ГУП ЦПП, 2003. – 90 с.
3. Металлические конструкции: учебник для студ. высш. учеб. заведений / [Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина. – 9-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 688 с. ISBN5-7695-3603-9
4. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М., ЦИТП Госстроя СССР, 1989. 36 с.