2. Пример 16. Подобрать сечение стержня сквозной колонны балочной площадки

Исходные данные: материал колонны - сталь класса С345, фасон мм; R_y = 31 кН/см². Отметка верха настила 8,0 м.

Принимаем шарнирное закрепление концов колонны, как показано на рисунке 17 (коэффициент μ=1). Геометрическая длина колонны равна отметке верха настила (из задания) за вычетом толщины настила t_н, высоты балки настила и главной балки h_г.б. , с учетом выступающей части опорного ребра 2см, загрубления колонны ниже отметки чистого пола на 0,6 м и составляет l_c=8,0-0,01-0,3-1,72+0,6= 6,57 м (рис. 17,а).

Расчетная длина колонны при μ=1 составляет м.

Усилие в колонне кН.

Задаемся гибкостью стержня колонны относительно материальной оси x-x (рис. 19) _x=70. По таблице 16 прил. Б φ_x=0,761. Требуемая площадь сечения равна

см²,

радиус инерции сечения

см.

По сортаменту (ГОСТ 8240-97) подбираем два швеллера №36 со следующими параметра: см²; см; см;

см⁴; см.

Проверяем устойчивость стержня колонны относительно материальной оси x-x

, по табл. П.Б.16 находим .

Проверка устойчивости кН/см²< кН/см²

Общая устойчивость стержня колонны относительно оси x-x обеспечена. Из условия равноустойчивости стержня колонны находим требуемую гибкость относительно свободной оси y-y, задавшись гибкостью ветви между планками относительно собственной оси 1-1 :

Требуемый радиус инерции сечения стержня колонны относительно оси y-y

см.

Требуемая ширина сечения стержня колонны, состоящего из двух швеллеров, в соответствии с таблицей 2 составляет

см,

Принимаем b₂=400 мм, что обеспечивает необходимый зазор b₁=150 мм между полками ветвей b=115 мм (из сортамента) (Рис. 19):

мм>150 мм

Наибольшая длина ветви

см.

Рисунок 19 – Сечение сквозной колонны

Принимаем расстояние между центрами планок см, что при высоте планки S=30 см [S=(0,5 0,8)b₂] дает расчетную длину ветви (в свету) см. Определим гибкость ветви относительно собственной оси 1-1.

, по табл. П.Б.16 находим

Момент инерции стержня колонны относительно свободной оси y-y

см^4;

см;

Приведенная гибкость стержня колонны относительно свободной оси y-y

, по табл. П.Б.16 находим

Проверяем устойчивость стержня колонн относительно свободной оси y-y

кН/см²<R_y=31 кН/см²;

Общая устойчивость стержня колонны относительно свободной оси y-y обеспечена. Устойчивость одной ветви колонны относительно оси 1-1

кН/см²<R_y=31кН/см².

Расчет соединительных планок.

Принимаем высоту планок см,

Толщину см.

Условная поперечная сила для расчета планок

Усилия в планках:

кН;

кНсм.

Рисунок 20 – К расчету крепления планки

Планки привариваем к полкам швеллеров угловыми швами k_f = 10 мм. Проверка прочности швов выполняется в точке Б на совместное действие сдвигающей силы F_s и изгибающего момента M_s (рис. 20). Сварка полу­автоматическая в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С,

кН/см²,

кН/см².

Коэффициенты β_f и β_z берутся по таблице 5 прил. Б: , .

Проверку выполняем только по металлу шва, так как . Момент сопротивления шва (точка Б)

см³.

Напряжения от сдвигающей силы F_s составляет

кН/см²,

где см – расчетная длина шва, прикрепляющего планку.

Напряжения в точке Б от момента M_s равны

кН/см².

Производим проверку прочности шва

кН/см²<R_wf=21,5 кН/см².