3.3.Расчет оголовка колонны

Рис. 7*. Траверса оголовка сквозной колонны.

Ширина опорного ребра оголовка b _s = (20 +2*2 –1.4 ) /2 =11 см

Требуемая площадь опорных ребер A _{s тр} = F / R _p , где F =2 * Q =2 *1038.38 =2076.76 кН

A _{s тр} = 2076,76 / 34 = 61,08 см ² t _s = A / 2 / b _s =61.08 / 22 =2.8 см

Длина опорного ребра оголовка l _s = F / 2 / t _w / R _s = 2076.76 / 2 / 1.4 / 14.21 = 52.2 см

Определим высоту катета швов прикрепления ребер к траверсе и траверсы к стенке

k _f = F / (4 * l _ef * b _f * R _{w f} *g _{w f} * g _c )

l _ef = 52.2 –1 =51.2 см k _f = 2076.76 / ( 4 *51.2 * 0.7 * 15.3 * 1 ) = 0.95 см = 10 мм

Высота траверсы h _тр ³ F / ( 4 * t _w * R _s * g _c ) = 26 см

Толщина траверсы t _{s ³} F / ( 4 * h _тр * R _s * g _c ) =1,4 см

Ö 24.5 / 2.06 x 10 ⁴ = 12.76 мм, принимаем толщину ребра равной 14 мм.

3.4. Расчет базы колонны

Базу колонны проектируем с траверсами для жесткого закрепления колонны в плоскости поперечной рамы и шарнирного - в другой плоскости.

Требуемая площадь опорной плиты базы определяется по формуле :

А тр = N / R _см ^б , где R _см ^б = g * R _пр ,

g =1,2 R _пр =7 МПа для бетона B 15 R _см ^б = 1.2 * 0.7 = 0.84 кН / см ²

А тр = 2076,76 / 0.84 = 2472,33 см ² B =2 *C +2 * t _m +b =2 *8 +2 *0.16 +40 =56.32 см

L = А тр / B =2472.33 / 56.4 =43.84 см , принимаем L =60 см , B =60 см

A = B * L = 3600 см ²

s _ф= N / A = 2076.76 / 3600 = 0.43 кН / см ²

Рис. 8*. База колонны.

Изгибающий момент на консольном участке : M ₁ = s _ф * С ² / 2 =15,2 кН см

Изгибающий момент на участке, опертом по трем сторонам :( a/b < 0.5 )

M ₂ = s _ф * a ² / 2 =0.43 * 2,2 ² / 2 = 15,2 кН см, где a - длина кор.ст.отсека, а / b = 2/40 = 0,1

Изгибающий момент на участке, опертом по четырем сторонам М ₃ = b * s _ф* b ₁ ² ,

Для выравнивания величин моментов, вводится дополнительное ребро

, b ₁ = 55,6 / 2 –2*0,8= 26,2 см - длина короткой стороны отсека

а ₁ = 40 см а ₁ / b ₁ = 1,4 значит b =0,075

М ₃ = 0.075*0,43 * 26,2 ² = 22,1 кН см

Толщина опорной плиты t _оп = Ö (6 * М / R _y) _. Для стали С 255 толщиной 20 - 40 мм

R _y = 24.5 кН / см ² t _оп = Ö (6 * 22,1 / 24,5) = 2,32 см . Принимаем 28 мм.

Высота траверсы h _{тр ³} q _тр* L / ( n * b _f * k _f * R _{w f} *g _{w f} * g _c )

q _тр = s _ф * B / 2 =0.69 * 60 / 2 =20.7 кН / см

h _{тр ³} 20,7* 80 / ( 4 * 0,7 * 1 * 15,3) =38.5 см принимаем 40 см

Проверяем нормальные напряжения в пролете

s = M _тр / W _тр £ R _y * g _c

M _тр = q _тр * h ² / 8 - q _тр * a ² / 2 = = 20.7 * 80 ² / 8 - 20.7* 15 ² / 2 = 14231.25 кН см

W _тр = t _тр * h _тр² /6 = 2 * 80 ² /6 = 2133.33 см ³

s =14231,25 / 2133,33 =6,67 кН / см ² £ 24,5 кН / см ²

Толщина швов , прикрепляющих траверсы и ребра к опорной плите k _f = 0.6 см

Список литературы

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

2. СНиП 2.01.07-85^* Нагрузки и воздействия (Дополнения. Раздел 10. Прогибы и перемещения.). / Госстрой СССР - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 36 с.

3. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для вузов. Под ред. Г.С. Веденикова. – 7-е. изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1998, - 760 с.: ил.

4. Металлические конструкции в 3 т., Т. 1. Элементы конструкций : Учебник для строительных вузов. Под ред. В.В. Горева. 2-е издание – М.: Высш. шк., 2001. – 521 с.: ил.

5. Металлические конструкции в 3 т., Т. 2. Конструкции зданий: Учебник для строительных вузов. Под ред. В.В. Горева. 2-е издание – М.: Высш. шк., 2002. – 528 с.: ил.

6. Расчет и конструирование элементов балочной клетки и колонны. Методические указания к курсовой работе по металлическим конструкциям. Составили В. И. Горбачев, И.А. Мяконьких, Л.Л. Чумилович. - Иркутск, 1983. - 55 с.

Приложение 1