5 .1.Расчет стержня сквозной колонны с планками.

рис. 6. К расчету стержня сквозной колонны

Центрально сжатые колонны рассчитываются на устойчивость в плоскости наибольшей гибкости.

1. Предварительно задаемся гибкостью стержня  = 60 и определяем соответствующий ей коэффициент продольного изгиба  согласно СНиП  = 0.805

2 .Определяем требуемую площадь сечения стержня колонны:

Находим площадь одной ветви и требуемый радиус инерции относительно материальной оси х-х:

A_b = A_тр/2 = 50,7 см²;

По сортаменту выбираем швеллер №36 для которого:

A_b =53, 33 см², h =36 см, I_x =10820 см⁴, I₁ =513 см⁴, i_x =14.2 см, i₁ =3,1 см, z=2,68 см.

3 . Площадь сечения двух ветвей A=2Ab =106,8 см². Действительная гибкость стержня колонны относительно материальной оси:

4. Определяем значение коэффициента  согласно СНиП  = 0.825

П роверяем сечение на устойчивость относительно оси х-х:

5. Задаемся гибкостью одной ветви относительно оси 1-1 ₁ = 30

Н аходим гибкость относительно свободной оси y-y:

6 . Вычисляем требуемые радиус инерции и момент инерции относительно оси y-y:

7 . Определяем расстояние между осями ветвей:

8. Принимаем размеры планок.

b_пл = 21 см; d₁ = 24 см; t₁ = 10 мм; l₁=₁i₁= 70 см

9 . Условная поперечная сила, приходящаяся систему планок:

1 0. Изгибающий момент в планке:

П еререзывающая сила в планке:

11. Рассчитываем сварные швы, прикрепляющие планку к ветвям колонны.

Принимаем длину сварного шва сварного шва l_w = 23 см, а толщину k_f = 6 мм

П рочность шва проверяется по формулам: по металлу шва

п о металлу границы сплавления:

г де:

5.2.Расчет базы колонны

Опорная плита работает на изгиб от действия равномерно распределенной нагрузки – q – реактивного давления фундамента.

рис. 7. База колонны с траверсой

Расчет плиты заключается в определении ее размеров в плане и толщины.

1 . Исходя из класса бетона фундамента В10 – R_b = 0.612 кН/см², определяем расчетное сопротивление материала фундамента осевому сжатию:

где =1.2 – так как база колонны рассчитывается до проектирования.

2. Назначаем ширину опорной плиты B = h+2t₁+2C = 36+1·2+16 = 54 см

где С – свес плиты, примем С=8 см

t₁ – толщина траверсы, принимаем t₁ = 10 мм

3. Вычисляем длину опорной плиты:

L = N/(R_фB) = 1959/(0.734·54) = 50 cм

4 . Определяем реактивное давление фундамента:

Опорная плита расчленяется на участки, для каждого из которых вычисляется изгибающий момент:

1 участок: d=C=8 cм; =0.5; M=qd² = 23,2 кН·см

2 участок: d=32,97 cм; =0.052; M=qd² = 41,49 кН·см

3 участок: d=36 cм; =0.06; M=qd² = 56.37 кН·см = M_max

где d – размер участка

 - коэффициент, принимаемый в зависимости от соотношения сторон

О пределим требуемую толщину плиты:

Принимаем толщину в соответствии с сортаментом t_пл = 36 мм

Равномерно распределенная нагрузка на траверсу от реактивного давления фундамента: q_т = qB/2=0,725·54/2=19,57 кН/см

Изгибающий момент в траверсе М_т = q_td₁²/2 = 19,57· 3,6² /2=126,81 кН·см

Определяем высоту траверсы (для ручной сварки, при катете шва 0.8 см):

Выбираем высоту траверсы h_т = 46 см.

П роверяем прочность траверсы по нормальным напряжениям: