Добавлен: 15.03.2024
Просмотров: 47
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
2.1. Компоновка и подбор сечения балки
2.2. Проверка общей устойчивости составных балок
2.3. Проверка местной устойчивости элементов сечения главной балки
2.4. Конструирование и расчёт опорной части главной балки
2.5. Расчёт соединения поясов главной балки со стенкой
2.6. Расчёт прикрепления балки настила к главной балке
3. Конструирование и расчёт центрально-сжатой колонны
диаметром 18 мм. Размещаем болты по длине уголка, выполняя конструктивные требования, предъявляемые к болтовым соединениям.
Нагрузка от вышележащих конструкций:
кН
где,
– поперечная сила в опорном сечении главной балки
рис.8. Расчётная схема колонны
Конструктивная высота перекрытия:
м
Отметка верха настила –
= +10,7 м.
м
=
м
= м
где
= 500 мм – размер колонны ниже отметки пола.
Для расчета сечения колонны предварительно применяем сталь ВСт3пс6-1 с
кН/см2. Задаёмся гибкостью колонны λ = 50 ( N < 2000 кH ):
Находим
= 0,872 – коэф. продольного изгиба. Требуемую площадь сечения колонны определяем по формуле:
см2
см2 – площадь одной ветви колонны
По сортаменту принимаем сечение ветвей из швеллеров № 22 ГОСТ 8240–93 с
см2; 
мм; 
мм;
мм; 
мм; 
см; 
см; 
см; 
см4; 
см4;
Площадь сечения колонны
см2;
Определим гибкость колонны и проверим её устойчивость относительно материальной оси (ось x-x) по формуле:
≥ 1
Устойчивость колонны не обеспечена. Перенапряжение сечения колонны составляет 28%. Увеличим сечение колонны. По сортаменту принимаем сечение ветвей из швеллеров № 22 ГОСТ 8240–93 с
см2; 
мм; 
мм; 
мм; 
мм; 
см; 
см; 
см; 
см4; 
см4; 
кН/см2.
Площадь сечения колонны
см2;
≤ 1;
Устойчивость колонны обеспечена. Окончательно принимаем сечение колонны из двух швеллеров №22.
Соединение ветвей осуществляем на планках. Зададимся гибкостью ветви
. Необходимо иметь в виду, что 
, в противном случае возможна потеря несущей способности ветви ранее потери устойчивости колонны в целом.
Рис.9 Сечение сквозной колонны
Определим расстояние между ветвями:
см
cм
где,
– коэффициент, принимаемый для сквозного сечения колонны с ветвями из швеллеров.
Принимаем b = 28 см. Проверим наличие зазора между внутренними гранями ветвей:
280 − 2 ⋅82 =116 >100 мм;
Определим расстояние между планками:
см
Принимаем
130 см. Высоту планки dпл назначим в пределах (0,5…0,75)b = 14,0…21,0 см. Принимаем dпл = 18 см, тогда расстояние между осями планок:
cм
Условную поперечную силу определим по формуле:
Поперечную силу и изгибающий момент в планке определим по формулам:
кН
где,
кН
м
Принимаем толщину планки
= 6 мм. Проверим прочность планки на изгиб:
Рис.10 Расположение планок сквозной колонны
Планки привариваем электродами типа Э42 к ветвям колонны угловыми швами с расчётным сопротивлением металла шва
кН/см2, катетом сварного шва равным толщине планки 
мм.
Ширина торцевого ребра балки, через которое передаётся нагрузка,
= 180. Конструктивное решение оголовка дано на рис. 11.
Строганную опорную плиту толщиной
= 20 мм привариваем к фрезерованному торцу стержня колонны угловыми швами с катетом 
= 8 мм. Размеры плиты в плане 240×300 мм. Ширина опорной диафрагмы оголовка равна расстоянию между внутренними гранями стенок двутавров 
= 280-2·5,4 = 269,2 мм. С учётом зазоров, необходимых для установки диафрагмы (1…2 мм), принимаем bd = 266 мм.
Опорную диафрагму и плиту проектируем из стали ВСт3пс6-1 с
35 кH/см2.
Рис.11 Оголовок сквозной колонны
Расчётная длина сминаемой поверхности диафрагмы равна:
см
Минимальную толщину диафрагмы определяем по формуле:
см
Принимаем диафрагму сечением 18×266 мм:
мм ≥ 
мм
Для сварки используем электроды типа Э42 с катетом сварного шва
.
Определим высоту диафрагмы по формуле:
см
Принимаем
см. Проверим ограничения по длине фланговых швов:
cм
Сопряжение колонны с фундаментом принято жестко защемленным. Материал фундамента – бетон класса В15. Материал базы – сталь ВСт3пс6-1.
Расчётная нагрузка на базу колонны с учётом её собственного веса:
кН
Для бетона В15
кН/см2, примем 
и определим требуемую площадь плиты базы по формуле:
см2
кН/см2
Принимаем базу с траверсами из листов толщиной
мм. Определяем ширину и длину плиты
Рис.12 База сквозной колонны
мм
см
С учётом размещения проушин для анкерных болтов:
см
Окончательно назначаем размеры плиты 320×400 мм с площадью:
см2 ≥ 
= 896 см2
Требуемую толщину плиты определяем по формуле:
см
где,
кН/см; 
кН/см2 при толщине проката 21…40 мм; 
= 1,2.
Принимаем толщину плиты
= 22 мм.
Расчёт траверсы.
Определим высоту траверсы по формуле:
см
Принимаем
= 200 мм.
Список использованной литературы
1. Металлические конструкции : учебник для вузов / Ю.М. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др. ; под ред. Ю.М. Кудишина. – 12-е изд., стер. – М. : Академия, 2010. – 680 с.
2. Металлические конструкции : учебник для строит. вузов. Т. 1 : Элементы конструкций / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др. ; под ред. В.В. Горева. – М. : Высшая школа, 2004. – 551 с.
3. Конструирование и расчёт центрально-сжатой колонны
В соответствии с заданием проектируем колонну сквозного сечения, закрепленную снизу - жестко заделанным.
Нагрузка от вышележащих конструкций:
кНгде,
– поперечная сила в опорном сечении главной балки рис.8. Расчётная схема колонны
Конструктивная высота перекрытия:
мОтметка верха настила –
= +10,7 м. м = м = мгде
= 500 мм – размер колонны ниже отметки пола.3.1. Подбор сечения стержня колонны
Для расчета сечения колонны предварительно применяем сталь ВСт3пс6-1 с
кН/см2. Задаёмся гибкостью колонны λ = 50 ( N < 2000 кH ): Находим
= 0,872 – коэф. продольного изгиба. Требуемую площадь сечения колонны определяем по формуле: см2 см2 – площадь одной ветви колонныПо сортаменту принимаем сечение ветвей из швеллеров № 22 ГОСТ 8240–93 с
см2; мм;
мм;
мм; мм; см; см; см; см4; см4;Площадь сечения колонны
см2;Определим гибкость колонны и проверим её устойчивость относительно материальной оси (ось x-x) по формуле:
≥ 1Устойчивость колонны не обеспечена. Перенапряжение сечения колонны составляет 28%. Увеличим сечение колонны. По сортаменту принимаем сечение ветвей из швеллеров № 22 ГОСТ 8240–93 с
см2; мм; мм; мм; мм; см; см; см; см4; см4; кН/см2.Площадь сечения колонны
см2; ≤ 1;Устойчивость колонны обеспечена. Окончательно принимаем сечение колонны из двух швеллеров №22.
Соединение ветвей осуществляем на планках. Зададимся гибкостью ветви
. Необходимо иметь в виду, что , в противном случае возможна потеря несущей способности ветви ранее потери устойчивости колонны в целом. Рис.9 Сечение сквозной колонны
Определим расстояние между ветвями:
см cмгде,
– коэффициент, принимаемый для сквозного сечения колонны с ветвями из швеллеров.Принимаем b = 28 см. Проверим наличие зазора между внутренними гранями ветвей:
280 − 2 ⋅82 =116 >100 мм;
Определим расстояние между планками:
смПринимаем
130 см. Высоту планки dпл назначим в пределах (0,5…0,75)b = 14,0…21,0 см. Принимаем dпл = 18 см, тогда расстояние между осями планок: cмУсловную поперечную силу определим по формуле:
Поперечную силу и изгибающий момент в планке определим по формулам:
кНгде,
кН мПринимаем толщину планки
= 6 мм. Проверим прочность планки на изгиб: Рис.10 Расположение планок сквозной колонны
Планки привариваем электродами типа Э42 к ветвям колонны угловыми швами с расчётным сопротивлением металла шва
кН/см2, катетом сварного шва равным толщине планки мм.3.2. Расчёт оголовка колонны
Ширина торцевого ребра балки, через которое передаётся нагрузка,
= 180. Конструктивное решение оголовка дано на рис. 11. Строганную опорную плиту толщиной
= 20 мм привариваем к фрезерованному торцу стержня колонны угловыми швами с катетом = 8 мм. Размеры плиты в плане 240×300 мм. Ширина опорной диафрагмы оголовка равна расстоянию между внутренними гранями стенок двутавров = 280-2·5,4 = 269,2 мм. С учётом зазоров, необходимых для установки диафрагмы (1…2 мм), принимаем bd = 266 мм.Опорную диафрагму и плиту проектируем из стали ВСт3пс6-1 с
35 кH/см2. Рис.11 Оголовок сквозной колонны
Расчётная длина сминаемой поверхности диафрагмы равна:
смМинимальную толщину диафрагмы определяем по формуле:
смПринимаем диафрагму сечением 18×266 мм:
мм ≥ ммДля сварки используем электроды типа Э42 с катетом сварного шва
. Определим высоту диафрагмы по формуле:
смПринимаем
см. Проверим ограничения по длине фланговых швов: cм3.3. Расчёт базы колонны
Сопряжение колонны с фундаментом принято жестко защемленным. Материал фундамента – бетон класса В15. Материал базы – сталь ВСт3пс6-1.
Расчётная нагрузка на базу колонны с учётом её собственного веса:
кН Для бетона В15
кН/см2, примем и определим требуемую площадь плиты базы по формуле: см2 кН/см2Принимаем базу с траверсами из листов толщиной
мм. Определяем ширину и длину плиты Рис.12 База сквозной колонны
мм смС учётом размещения проушин для анкерных болтов:
смОкончательно назначаем размеры плиты 320×400 мм с площадью:
см2 ≥ = 896 см2Требуемую толщину плиты определяем по формуле:
см где,
кН/см; кН/см2 при толщине проката 21…40 мм; = 1,2.Принимаем толщину плиты
= 22 мм.Расчёт траверсы.
Определим высоту траверсы по формуле:
смПринимаем
= 200 мм. Список использованной литературы
1. Металлические конструкции : учебник для вузов / Ю.М. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева и др. ; под ред. Ю.М. Кудишина. – 12-е изд., стер. – М. : Академия, 2010. – 680 с.
2. Металлические конструкции : учебник для строит. вузов. Т. 1 : Элементы конструкций / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др. ; под ред. В.В. Горева. – М. : Высшая школа, 2004. – 551 с.