10) Выбор типа, компоновка и подбор сечения стальной колонны
q
R=Qmax
R=Qmax
Величина расчетной продольной силы: ;
Так как , то сечение колонны сквозное. Расчетные длины колоннв двух главных взаимно перпендикулярных плоскостях определяется :. В нашем случае, тогда;lk=H+hb-hcon=8.4+0.6-0.675=7.235м
μx=1
N
x
μy=1
N
y
Расчет относительно материальной оси.
Требуемая площадь поперечного сечения ветви сквозной колонны: , гдепредварительное значение продольного изгиба относительно материальной оси. По требуемой площади принимаем швеллер №40 , который имеет следующие характеристики:;. Фактическая гибкость:. Проверка общей устойчивости:.
Предельная гибкость :
Расчет относительно свободной оси.
Примем - гибкость ветви между планками относительно главной центральной оси ветви;.
Требуемый радиус инерции сечения :.
Требуемая ширина сечения колонны :;
;
Окончательно примем ширину сечения колонны: .
Для скомпонованного сечения определим фактические геометрические характеристики:
;.
Гибкость стержня сквозной колонны относительно свободной оси: .
Приведенная гибкость стержня: . Так как, то не требуется проверка общей устойчивости относительно стержня колонны в плоскости, перпендикулярной осиy-y , Колона устойчива в двух плоскостях.
Расчет планок и крепящих их сварных швов.
Расчет планок ведется на действие условной поперечной силы: где.
Усилия, действующие на планке, предварительно приняв следующие размеры:тогда;; .
Усилия равны : поперечная сила -
изгибающий момент -
Проверим назначенные размеры поперечного сечения планки: где;.
Планки заводят на ветвь на расстояние =30мм . Прочность планок проверим:;, где.;.;
Сварка полуавтоматическая в среде СОпроволокой СВ-08Г2С.приняли катет сварного шваk=8мм. Прочность сварных угловых швов, прикрепляющих планку к ветви колонны:
по металлу шва: ;
-проверка выполняется.
по металлу границы сплавления: ;
-проверка выполняется .
12) Проектирование оголовка колонны
Толщина вертикального опорного ребра
- ширина площадки передачи давления.
ts=N/(zRpγc)=2081,61/(350*0,37*1,1)=16 мм.
Высота траверсы:
=450 мм
Примем htr=50 см
Проверка прочности сварных швов, прикрепляющих траверсы к оси колонны.
Проверка прочности вертикальных опорных ребер:
Определение толщины траверса:
=14 мм.
Примем:
ttr=15 мм (14-не проходит), тогда
Прочность стенок ветви колонны на срез определяется:
Диафрагма принимается без расчета толщиной 10 мм и крепится к ветвям колонны сварным швом с катетом kf=7 мм. Сварка полуавтоматическая в среде СО проволокой СВ-08Г2С
13) Проектирование базы колонны
(База колонны с траверсами, шарнирного типа)
Требуемая площадь опорной плиты:;
где N- расчетная продольная сила, действующая
в стержне колонны; R-расчетное сопротивление
бетона фундамента на смятие:
.Следовательно, фактическая площадь будет равна
Размеры опорной плиты в плане,
определяются из выражений:
Принимаем ; .
Окончательные размеры опорной плиты принимаем в соответствии с сортаментом и получаем :Bpl;=560,Lpl=670мм, у которой площадь Apl=3752см2. Фактические размеры .
Толщину опорной плиты определим из условия ее прочности при изгибе: ; где M- наибольший изгибающий момент действующий в опорной плите (на полосе шириной 1 см) от равномерно распределенного реактивного давления на фундамент .
Изгибающий момент M действует на консольном участке опорной плиты: .
Изгибающий момент M действует на участке опорной плиты, опертом на 3 стороны:
плита рассчитывается как консоль.
Изгибающий момент M действует на участке опорной плиты, опертом на 4 стороны:
Тогда толщина опорной плиты будет равна . С учетом припуска на строжку плита tpl=35+4=39мм.
Высоту траверсы найдем из условия: . Сварка полуавтоматическая в среде СО проволокой СВ-08Г2С, тогда при d<1,4мм и при величине катета kf=10мм: .
Н/мм2
Н/мм2
Тогда окончательно высота траверсыhtr=31 cм
Изгибающие моменты и поперечные силы, действующие в траверсе:
в опорном сечение:
;
;;
в пролете: ;
Проверка прочности :
в опорном сечение : ; ;
; ;
в пролете: .
Т.к. поверхность плиты строгается, а торец колонны фрезеруется, то сварные швы, прикрепляющие траверсы и стержень колонны к опорной плите назначаются конструктивно:
сварка та же, катет kf=10мм.
Анкерные фундаментные болты, соединяющие колонну с фундаментом, принимаются 25мм и крепятся непосредственно к опорной плите. Анкерные болты пропускаются в специальные проушины в плите шириной на 10-30 мм больше диаметра болта, на них надеваются шайбы толщиной 20-30 мм с отверстием на 3 мм больше, чем диаметр болтов. После натяжения болтов гайками шайбы прикрепляются монтажной сваркой к опорной плите.