3.4 Предварительный подбор сечения

Примем в первом приближении λ=70, по табл. 72/1/ φ=0,754

Найдем требуемую площадь сечения:

По сортаменту подбираем двутавр I 30Ш2:

Рис.18

h=295мм; b_п=200 мм; t_п=13,0 мм; t_ст= 8,5 мм; J_x=12200см⁴; J_y=1737 см⁴; i_x=12,53см; i_y=4,73см; A=77,65см²;Wx=827cм³, Wу=173,7cм³, cечение ориентируем по осям.

Найдем фактическую гибкость колонны в плоскостях x-x, y-y:

; табл. 72/1/

= 0,555; = 0,779

3.5 Проверка устойчивости и прочности колонны

- в плоскости х-х

; = =98,2 = 3,35

=3,35 выполняется условие 0 < 3,35 < 5 прил.10 /3/ 0,1 < m < 5 m =1,6 прил.10 /3/ А_п /А_ст = 26/22,87 = 1,1 > 1 прил.10 /3/

Тогда

m_ef = η·m=1,45·1,6 = 2,32, тогда =0,321 прил.8/3/

Устойчивость колонны в плоскости х-х обеспечивается.

- в плоскости у-у

кН\м

с – коэффициент учитывающий влияние момента Мх на потерю устойчивости Му

Мх – максимальный момент в пределах средней трети колонны или участка.

Устойчивость из плоскости рамы обеспечено.

Недонапряжение

- прочность

Недонапряжение

Местная устойчивость полок и стенки колонны прокатного сечения обеспечивается сортаментом.

3.6 Конструирование и расчет узлов.

О головок колонны сплошного сечения

Рис.19 Оголовок колонны

1. опорная плита; 2- опорное ребро; 3- окаймляющее ребро.

Размеры опорной плиты назначаются конструктивно:

t_pl=20 мм; b_pl=400 мм; h_pl=400 мм,

Опорное ребро.

Высота опорного ребра назначается из условия прочности сварных швов:

R_w=180 МПа – табл. 56/1/; _w=1 – п. 11.2/1/; _с=1,1–табл. 6/1/; _=1,1–табл. 34/1/; R_wz=0,45R_un=0,45370=166,5 МПа – табл. 3/1/; _с=1,1 – табл. 6/1/; _wz=1–п. 11.2/1/; _z=1,15 – табл. 34/1/;

разрушение по металлу шва

= 180*1*1,1*1,1 = 217,8 МПа

разрушение по границе сплавления:

* * * = 166,5*1*1,1*1,15 = 210,6 МПа

Необходимую длина сварного шва определяем при разрушении по границе сплавления:

= = 0,063м = 6,3см;

где – опорная реакция с фермы;

h_p=l_w +1=7,3см. Конструктивно назначаем высоту ребра h_p=20 см, толщину t_Р=10мм.

Поперечное сечение опорного ребра определяется из условия прочности смятия торцевой поверхности

– площадь опорного ребра;

где , табл. 1/1/.

, принимаем t_p=10 мм тогда b_p=7,4/2*1=3,7 см принимаем b_p=40 мм;

Нижнее окаймляющее ребро. Назначаем ширину ребра b_ок.р=265 мм < H = 295 мм, толщину t_ок.р–10 мм.

Б аза колонны.

Рис.20

а) Определение площади опорной плиты

принимаем а=800мм; в=400мм

где = 4,5 МПа – расчетное сопротивление бетона класса 7,5 при местном сжатии

б) Определение толщины плиты:

Фактическое давление под плитой:

Р ассматриваем два участка :

Рис.21

• участок опертый по контуру (участок №2),

• участок опертый на три стороны (участок №1),

Участок №1 работает как плита, опертая на три стороны, т.к. выполняется условие:

, ;

Участок №2 работает как однопролетная балочная плита, т.к. выполняется условие:

, ;

Толщина плиты определяется по формуле: = , где = / * = 4050,4/240*10²*1,2 = 0,14 см³ - требуемый момент сопротивления определяется по 1-му участку.

= = 0,9 см – толщина плиты при ширине полосы в 1 см.

Окончательно принимаем = 20 мм.

Расчет траверсы колонны.