metod

Перевірка вибраного перерізу:

Стійкість колони не забезпечена.

За сортаментом приймаємо двутавр № 23К1:

Таким чином, загальна стійкість колони забезпечена.

3.3. Розрахунок бази колони

База колони зазвичай складається з опорної плити та траверс.

31

На рис. 13 зображено простіший та найбільш поширений тип бази колони.

Необхідна площа опорної плити визначається з умови міцності бетону фундаменту під плитою:

де Rb – розрахунковий опір бетону фундаменту приймається за додатком 12, табл. 23;

NmK – стискаюче зусилля в колоні;

де Аф – площа верхньої частини фундаменту;

Аpl – площа плити бази; за умови попереднього розрахунку, коли площа опорної поверхні фундаменту Аф невідома, ψb =1,2.

Рис. 13. Типова конструкція бази центрально-стиснутої колони

Конструктивна ширина опорної плити:

де bf , ttr , c – приймаються за рис. 13. У першому наближенні товщину траверси приймають ttr =8...16 мм. Величину консольного звісу опорної

плити призначають c = 20...120 мм, виходячи з міркувань зварюваності (менше значення) та зручності встановлення анкерних болтів (більше значення). Остаточно ширину плити Bpl приймають кратною 10 мм.

Довжина опорної плити:

32

Розмір Lpl заокруглюють, приймаючи кратним 10 мм і таким, щоб

задовольнялись конструктивні вимоги.

Перевіряємо напруження стиску в бетоні σb під підошвою опорної плити:

Металева опорна плита під дією цього напруження працює на згин як пластина, оперта на траверси, полички та стінку перерізу колони.

Мінімально необхідну товщину опорної плити знаходять за формулою:

де Ry – розрахунковий опір сталі опорної плити;

γc – коефіцієнт умов роботи, (додаток 5, табл. 12);

Mmax – максимальний згинальний момент, який виникає в перерізі

опорної плити.

Під час розрахунку опорної плити виділяють три її ділянки (рис. 13): І – консольна; ІІ – защемлена з трьох сторін; ІІІ – защемлена за контуром. Згинальні моменти, що виникають на цих ділянках плити, визначають для кожної з них за формулою:

де α – коефіцієнт, що беруть залежно від співвідношення боків ділянки за табл. 5;

d – характерний розмір ділянки.

За максимальним моментом визначаємо товщину опорної плити. Остаточно товщину опорної плити приймають в межах 20…40 мм за

додатком 8, табл. 16. У випадку, коли товщина плити виходить більшою, змінюють конструкцію бази колони. У ділянках плити з найбільшими згинальними моментами вводять додаткові ребра чи діафрагми, які зменшують розміри сторін цих ділянок, і, відповідно, значення згинальних моментів.

Для консольної ділянки α = 0.5 .

33

Таблиця 5

Коефіцієнт α для розрахунку пластини, опертої на три сторони

Тут α – коефіцієнт, отриманий в результаті досліджень академіка Б.Г.Гальоркіна; значення його в функції ba можна отримати за табл. 5. При ba < 0,5 плиту слід розраховувати як консольну балку з вильотом b , при ba > 2 – як балку на двох опорах з прольотом a .

Таблиця 6

Коефіцієнт α для розрахунку пластини, опертої на чотири сторони

α0,048 0,055 0,063 0,069 0,075 0,081 0,086 0,091 0,094 0,098 1,00 0,18

Де α – коефіцієнт, що залежить від відношення сторін (більшої до меншої); значення його приведені в табл. 6; при відношенні більше двох – α = 0,125, що відповідає коефіцієнту для однопрольотної балки на двох опорах; а– менша з сторін ділянки.

Висота траверс призначається з умови довжини зварного шва прикріплення траверси до колони.

табл. 18;

lwf – розрахункова довжина шва;

Rwf – розрахунковий опір металу шва за наплавленим металом; γwf – коефіцієнт умов роботи шва (див. додаток 10).

Приклад 7. Розрахунок бази колони (рис. 14)

Матеріал бази – сталь С 255.

Бетон фундаменту В15 =>Rb =8,5 МПа. Розрахункове зусилля – N = 983,1кН .

34

Необхідна площа плити бази колони:

Беремо траверсу товщиною ttr =10 мм, шириною звісу – с = 45 мм. Тоді ширина плити:

Bpl =b +2 tтр +2 с = 24 +2 1+2 4,5 =35см.

Необхідна довжина плити:

Lpl = Apl = 964 = 27,5см. Bpl 35

З конструктивних міркувань

Lpl = h +2 8 = 22,7 +2 8 =38,7см.

приймаємо плиту розміром

B×L =350×390мм.

Напруження під плитою:

Для визначення товщини плити обчислюємо згинальні моменти на різних ділянках.

Ділянка 1 оперта на чотири сторони:

тому згинальний момент обчислюємо як для консольної ділянки:

M2 = 0,5 σф b22 = 0,5 7,2 8,152 10−1 = 23,9кН см.

Ділянку 3 не перевіряємо, оскільки вона має менший звис. Товщина плити:

35

Рис. 16. Конструкція оголовка за прикладом 8

Приклад оформлення креслень до курсового проекту наведено в додатку 15.

38

Література

1.ДБН В.1.2-2:2006. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об'єктів. Навантаження і впливи. Норми проектування.

–К.: МІНБУД України, – 2006. – 60 с.

2.ДСТУ Б В.1.2-3:2006. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів. Прогини і переміщення. Вимоги проектування

–К.: МІНБУД України, – 2006. – 14 с.

3.СНиП ІІ-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. – 96 с.

4. СНиП 2.03.01-84*. Нормы проектирования. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 80 с.

5.Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП ІІ-23- 81*) / ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 148 с.

6.Металлические конструкции: учебник для студентов высших учебных заведений / Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др. / Под ред. Ю.И. Кудишина. – М.: Изд. центр «Академия», 2006. – 688 с.

7.Металеві конструкції. Балки. Колони: навчальний посібник для студентів будівельних спеціальностей / О.О. Нілов – К.: ІЗМН, 1997.

– 232 с.

8.Стальные конструкции. Справочник конструктора / А.И. Будур, В.Д. Белогуров. – К.: Изд-во «Сталь», 2004. – 210 с.

9.Нілов О.О. Металеві конструкції: підручник / під загальною редакцією О.О. Нілова та О.В. Шимановського. – К.: Видавництво

«Сталь», 2010. – 869 с.

10.ДБН В.1.2-14-2009. Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ. – К.: МІНБУД України, 2009. – 49 с.

39

Додаток 1

Характерні одиниці виміру

1м – 1000 мм=103мм

МПа=106Па Па=Н/м2

кг = 10Н=10-2кН

Додаток 2

Значення коефіцієнтів надійності за граничним розрахунковим навантаженням

Примітка. Значення у дужках слід використовувати для перевірки стійкості конструкції на перекидання, а також в інших випадках, коли зменшення ваги конструкцій і ґрунтів може погіршити умови роботи конструкції.

40