2.2. Расчет и конструирование составной главной балки б1.

Рис 2.2.1. Схема главной балки Б1.

Вариант 1

Рис 2.2.2. Расчетная схема Б1.

Определим силу F с учетом собственного веса балки:

кН

Найдем максимальный изгибающий момент:

кНм

Вычисляем необходимый момент сопротивления:

см³

Подберем из сортамента сечение двутавра:

Окончательное назначение Б1:

Из сортамента прокатной стали выбираем двутавр 100Б1 с W=9010,99 см³, А=293,82 см² и Р=230 кг/м.

Расчет составной главной балки

Определяем высоту балки:

[f/l]=1/200

Определим высоту стенки:

Определяем толщину стенки, мм:

Определяем ширину полки:

Определяем требуемый момент инерции:

Подбор окончательный:

Таблица 2.2.1. Характеристики главной балки.

h, мм	hw, мм	tw, мм	bf, мм	tf, мм
1120	1110	12	260	80

Проверяем принятое сечение на прочность. Для этого предварительно вычисляем фактические момент инерции и момент сопротивления балки:

, см⁴

.

Погрешность составляет 4,7%<5%

Вариант 2

Рис 2.2.3. Расчетная схема Б1.

Определим силу F с учетом собственного веса балки:

кН

Найдем максимальный изгибающий момент:

кНм

Вычисляем необходимый момент сопротивления:

см³

Подберем из сортамента сечение двутавра:

Окончательное назначение Б1:

Из сортамента прокатной стали выбираем двутавр100Б4 с W=12939,9 см³, А=400,6 см² и Р=314,5 кг/м.

2.3. Расчет и конструирование колонны и ее базы.

Расчет колонны проведем по одному варианту.

Рис 2.3.1. Расчетная схема колонны К1.

Определим сжимающую силу с учетом собственного веса колонны:

кН

Определим необходимую площадь сечения из условия:

см²

Из сортамента прокатной стали выбираем двутавр 40К3: A=257,8 см², h=40,9см, b=40см, S=1,6см, t=2,45см, Р=202,3кг/м.

Расчет базы колонны

База колонны состоит из опорной плиты, укрепленной на фундаменте из бетона класса В12,5 анкерными болтами.

Принимаем плиту размером 550х550 мм, A_pl = 3025см², а верх фундамента 800х900 мм, Проверим напряжение R_b,loc:

Тогда требуемая площадь плиты будет:

,

что меньше чем принятая площадь, условие выполняется.

Определим толщину плиты. Она должна быть в интервале 20…40 мм. Точное значение определим, рассчитав плиту на изгиб. Плита работает на изгиб от реактивного давления фундамента равного:

.

Рассмотрев плиту, можно выделить два участка: консольный и опертый по контуру

Максимальные изгибающие моменты на этих участках при единичной ширине плиты определяются по формуле:

где  – коэффициент, зависящий от отношения сторон участка, для консоли  = 0,5; а – меньший размер участка (вылет консоли).

Момент в консольном участке:

.

Момент, на участке опертом с трех сторон (между стенкой (40,9см) и полками (свес полок по 20см)). По отношению 20/40,9 = 0,49 определяем  = 0,06

.

По максимальному значению момента определяем толщину плиты:

Принимаем толщину плиты 37 мм.

При шарнирном сопряжении колонны с фундаментом необходимы анкерные болты диаметром d = 20…30 мм для фиксации проектного положения колонны и закрепления ее в процессе монтажа. Принимаем два анкерных болта диаметром d = 24 мм. Болты устанавливаются в плоскости главных балок с креплением к плите базы, что обеспечивает за счет гибкости плиты шарнирное сопряжение колонны с фундаментом.