Файл: Балочная конструкция рабочей площадки.docx

диаметром 18 мм. Размещаем болты по длине уголка, выполняя конструктивные требования, предъявляемые к болтовым соединениям.

3. Конструирование и расчёт центрально-сжатой колонны

В соответствии с заданием проектируем колонну сквозного сечения, закрепленную снизу - жестко заделанным.

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.

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 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 d_пл назначим в пределах (0,5…0,75)b = 14,0…21,0 см. Принимаем d_пл = 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.

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 b_d = 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

3.3. 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/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.

---