7.3.6. Розрахунок оголовка колони

Конструкція оголовка показана на рис. 11.

Розрахункове навантаження на оголовок становить N=3786,2 кН.

Вертикальне ребро оголовка проектуємо з листової сталі С275 з розрахунковим опором R_p=366 МПа і R_s=150,8 МПа.

1. Розміри плити оголовка.

Товщину плити оголовка приймаємо із конструктивних міркувань t_пл1=25 мм.

Розміри плити в плані:

L_пл1=b+b_f+40 мм = 660+160+40 = 860 мм,

В_пл1=h+40 мм = 450+40 = 490 мм,

де b – ширина перерізу колони, h – висота вітки колони.

Проектне положення головних балок на колонах фіксується за допомогою монтажних болтів діаметром d=20 мм, для чого в плиті оголовка передбачаємо необхідні отвори діаметром d_o=23 мм.

2. Розміри вертикального ребра.

Товщину вертикального ребра оголовка обчислюємо з умови роботи його на зминання по контакту з опорною плитою:

t_s1 = N/(l_ef·R_p·γ_c) = 3786,2/(26·33,6·1) =4,3 см,

де l_ef= b_s+2t_пл1= 210+2·25 = 260 мм (тут b_s – ширина опорного ребра головної балки).

З урахуванням сортаменту на листову сталь приймаємо товщину вертикального ребра оголовка t_s=45 мм.

Визначаємо висоту ребра оголовка.

Зварні шви оголовка, як і бази, виконуємо ручним зварюванням електродами з використанням електродів типу Э42 з R_wf=180 МПа і β_f=0,7.

Ребро оголовка приварюється до стінок віток колони за допомогою восьми вертикальних швів, довжина яких і визначає висоту ребра.

Прийнявши катет кутових швів k_f =10мм, (k_f=1,2·t_min=1,2t_w=1,2·9,0=10,8,

t_w – товщина стінки вітки колони) обчислюємо необхідну їх довжину:

l_w= N/(8·β_f·k_f·R_wf·γ_wf·γ_c)= 3786,2/(8·0,7·1,0·18·1·1) = 37,56 см.

Приймаємо l_w=38 см, що відповідає конструктивним вимогам:

l_w= 38см <l_wmax= 85·β_f·k_f = 85·0,7·1,0 = 59,5 см.

Тоді висота вертикального ребра:

h_s1 = l_w+10 мм = 380+10 = 390 мм.

Перевірка міцності вертикального ребра зрізу:

τ=N/(2·h_s1·t_s1)= 3786,2/(2·39·4,5)=10,79 кН/см²=107,9МПа < R_sγ_c=150,8·1=

=150,8 МПа.

Розрахунок горизонтальних зварних швів, що прикріплюють вітки колони до плити оголовка.

Плита оголовка опирається на фрезеровані торці віток колони, тому горизонталь ні шви відіграють тільки конструктивну функцію і не розраховуються, а катет їх приймається мінімальним у відповідності з табл. 38*[1]: k_f=k_{f min}=9,0 мм

Рис.11 Оголовок колони

7.3.7. Конструювання колони

Конструктивна схема колони показана на рис. 12.

Геометрична довжина колони l_c=6100 мм повинна бути рівною сумі розмірів усіх елементів вздовж висоти колони:

l_c=n·d_s+l_b (n-1)+ l_b1 +t_пл1 +h_mр +t_пл

Визначаємо число планок на стержні:

n =(l_c - t_пл - t_пл1 - h_mp )/(l_b + d_s)=(6100-50-25-640) /(900+450)=3,99

Приймаємо n=4.

Відстань між планками в просвіті визначається за формулою:

l_b =( l_c -t_пл -t_пл1 -h_mp-nd_s)/n=(6100-50-25-640-4450)/4=896,25 мм

Заокруглюємо в більшу сторону кратно десяти l_b=900 мм

Знаходимо відстань від траверса до першої ланки.

l_b1=l_c- t_пл -t_пл1 -h_mp-(n-1)l_b - n ·d_s=6100-40-25-640-(4-1) ·900-4·450=885мм

Перевіряємо довжину колони:

l_c=n·d_s+l_b (n-1)+ l_b1 +t_пл1 +h_mр +t_пл =4450+900(4-1)+885+25+640+50= =6100 мм.

Рис. 12 Конструктивна схема колони