КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Подбор и проверка сечения стержня колонны.Расчет и конструирование колонны. 3.1 Определение расчётной длины колонны.
Рисунок. 17 – Расчётная схема колонны.
Расчетная нагрузка на колонну: ; Так как тогда будем рассчитывать сквозную колонну, состоящую из двух двутавров. Расчётная длина колонны: где: - отметка верха; - высота главной балки; - высота балки настила; - толщина настила; - глубина заложения; Расчётная длина колонны: m = 1 - коэффициент, зависящий от вида закрепления колонны;
3.2 Расчёт сквозной колонны. Подбор и проверка сечения стержня колонны.
Задаемся гибкостью сечения колонны λ=40, тогда при Ry=315 МПа имеем j = 0,874 (т. 3.10[1]) - коэффициент продольного изгиба. Принимаем сечение колонны из двух двутавров №33 по ГОСТ 8239-89 (т. 7.5[1]):
Проверяем колонну на устойчивость относительно оси X: при по таблице 3.10[1] Недонапряжение составляет: Расчет относительно свободной оси. Рисунок. 18 – Сечение и фрагмент колонны на планках.
Определим расстояние между ветвями колонны из условия равноустойчивости, т. е. Принимаем , тогда ; ; Принимаем b=32 см; Просвет между ветвями: Принимаем размеры планки: принимаем (от 0,5b=15 до 0,75b=22,5 см); Найдем требуемое расстояние между планками: принимаем lb = 55 см Расстояние между центрами планок: Выполним проверку условия: , Где: а-расстояние между центрами планок ; b- расстояние между ветвями колонны =32см; - момент инерции относительно оси у1 двутавра = ; - момент инерции пластины; Условие не выполняется, следовательно: Для проверки прочности планок и прикрепляющих швов определяем перерезывающую силу и момент, действующий на одну планку. Предварительно зададимся - коэффициент продольного изгиба при по таблице 3.10 [1]. Планки прикрепляются к ветвям колонны угловыми швами, прочность которых при будет меньше прочности планки, поэтому достаточно проверить прочность сварных швов (в расчёт учитываем только вертикальные швы). Определим площадь сечения и момент сопротивления сварного шва: Тогда напряжение в шве: Равнодействующее напряжение: где: - расчетное сопротивление по металлу шва (т. 4.4[1]) Определим момент инерции относительно оси у: Вычисляем радиус инерции и гибкость стержня: Рассчитываем приведённую гибкость: - коэффициент продольного изгиба при (т.3.10[1]) Проверим устойчивость ветви колонны: ;
3.2.2. Расчёт базы колонны. Рисунок. 19 – База колонны. Принимаем фундамент из бетона класса , для которого: - нормативное сопротивление бетона осевому сжатию (СНБ 503.01-02); - частный коэффициент безопасности бетона; - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию; - коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки; - коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона при смятии; ; Требуемая площадь опорной плиты: Назначаем толщину траверсы ; вылет консольной части плиты с = 50 мм. Ширина плиты: Принимаем Следовательно: мм. Требуемая длина плиты: Принимаем Получаем плиту с размерами в плане : Среднее напряжение в бетоне под плитой:
Определяем изгибающие моменты для участков 1, 2, 3. Участок 1 опёрт на четыре канта: где коэффициент расчета на изгиб прямоугольных пластинок, опертых на четыре канта (т. 2.14[1]) в зависимости от ; Участок 2 опёрт на три канта: где в зависимости от ; Участок 3 консольный: Требуемая толщина плиты по максимальному моменту: где: - расчетное сопротивление стали С345 для листового, широкополосного проката по ГОСТ 27772-88 при толщине св. 20 до 40 мм (т. 2.3[1]); По таблице 7.14[1] принимаем толщину листа, из стали С345, равную 3,6 см. Угловой шов крепления траверсы к колонне рассчитываем по металлу шва, так как где: и - коэффициенты глубины проплавления шва (т. 4.2[1]) - расчетное сопротивление по металлу шва (т. 4.4[1]) - временное сопротивление свариваемости стали С345 (т. 2.3[1]) коэффициент условий работы сварного шва; Высота траверсы определяется прочностью сварных швов, необходимых для прикрепления её к стержню колонны четырьмя вертикальными швами, и прочностью самой траверсы, работающей как балка на двух опорах. Катет шва принимаем Принимаем высоту траверсы 42 см толщину 1 см.
Траверса. Производим проверку траверсы на прочность ( ). Ширина грузовой площади, с которой собирается реактивное давление фундамента на одну траверсу: Интенсивность погонной нагрузки на траверсу: Проверка прочности траверсы на изгиб и на срез: - на консольном участке: ; ; . - на среднем участке: ; ; .
Рисунок. 20 – Грузовая площадь, расчетная схема и эпюра моментов.
Диафрагма. Ширина грузовой площади, с которой собирается реактивное давление фундамента на диафрагму: Интенсивность погонной нагрузки на диафрагму: Определяем прочность сварных швов, прикрепляющих диафрагму ( ): ; ; Катет шва принимаем ; ; .
Рисунок. 21 – Грузовая площадь, расчетная схема и эпюра усилий.
3.2.3. Расчёт оголовка колонны. Рисунок. 22 – Оголовок колонны.
Проектируем шарнирное сопряжение балок с колонной, при котором оголовок колонны состоит из плиты и ребер, поддерживающих плиту и передающих нагрузку на стержень колонны. Обычно длина швов, приваривающих вертикальные рёбра к плите оголовка недостаточна для передачи усилия N, поэтому усилие N передаем через смятие торца вертикального ребра (торец фрезеровать), а швы назначают конструктивно. Принимаем толщину плиты оголовка колонны (т. 7.14 [1]). Определим толщину ребра оголовка из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением: , где: =1 – коэффициент условий работы; – длина сминаемой поверхности; временное сопротивление свариваемости стали С345 (т. 2.3[1]), толщиной проката св. 20 до 40 мм. - коэффициент надежности по материалу (т. 1.6[1]); По табл. 7.14 [1] принимаем толщину ребра оголовка , из стали класса С345. Для крепления ребер оголовка к стенке колонны принимаем полуавтоматическую сварку (ГОСТ 14771-76*) в углекислом газе (ГОСТ 8050-85)электродом проволокойСВ-08Г2С. Угловой шов крепления ребра оголовка к стенке колонны рассчитываем по металлу шва, так как , где: и – коэффициенты глубины проплавления шва (т. 4.2[1]). При ручной электродуговой сварке = 0,7 и = 1; = 215 (МПа) – расчетное сопротивление по металлу шва (т. 4.4[1]); ; – коэффициенты условий работы сварного шва; Высоту ребра определяем по длине вертикальных швов, приваривающих ребро к стенкам колоны. Катет шва принимаем . ; Принимаем высоту ребра оголовка = 50см. Проверяем ребро на срез: Проверяем стенку на срез: т.к. условие не выполнено, то необходимо усилить стенку, поэтому навариваем на стенку двутавра накладку. ; ; Принимаем толщину накладку Тогда усиленная стенка равна: - условие выполнено.
|