4. Розрахунок колони промислової будівлі

Кожна промислова будівля має змінний переріз. СНиП дозволяє розглядати кожну частину колони окремо.

Колона (її верхня та нижня частина) працює як позацентрово-стиснутий елемент (стиск + згин).

Верхня частина колони – складений двотавр.

Визначимо розрахункову довжину верхньої частини колони

Оскільки верхня частина колони за прийнятою конструктивною схемою вважається закріплена від повороту, то µ_х=3.

З площини µ_у=1встановлюється в залежності від схеми зв’язків в повздовжньому напрямку.

Епюри внутрішніх зусиль в верхній частині колони отримані з розрахунку РСУ в комплексі Scad:

Умови стійкості:

- відн. вісі х-х;

- відн. у-у.

1. В изначення необхідної площі перерізу

• Визначення ексцентриситета: ;

• Ядрова відстань: ;

• Відносний ексцентриситет: ;

• Радіус інерції:

• Гнучкість відносно вісі х-х ;

• Приведена гнучкість відносно вісі х-х:

;

• Коефіцієнт впливу форми перерізу:

За табл. 73 СНиП ІІ-23-81*

(приймемо , λ_x<5, );

• Приведений ексцентриситет: ;

• Коефіцієнт для перевірки стійкості позацентово-стиснутих стержнів у площині дії моменту:

За табл. 74

( , )

• Визначимопотрібнуплощу

4.1. Компонування перерізу верхньої частини колони

2.1. Визначення розмірів стінки:

Згідно п.7.14* СНиП ІІ-23-81* товщина стінки із умов місцевої стійкості.

За табл.27 (m>1, ),

Приймаємо .

2.2. Визначення розмірів поясів:

Згідно табл.29* із умов місцевої стійкості поясу:

=>

1,2 см

Приймаємо

Перевірка: A=36×1,2×2+(75-2×1,2)×1=154 см²

З більшуємо,

A=183 см²

I_х-х= 168992 см⁴

І_у-у= 12810 см⁴

і_х-х= 30,4 см

і_у-у= 8,4 см

λ_х-х=

λ_y-y=

За табл. 73 СНиП ІІ-23-81*

За табл. 74

1. Перевірка перерізу із площини дії моменту.

-

-Відносний ексцентриситет:

- Коефіцієнт с в формулі (56) СНиП ІІ-23-81* при значеннях відносного ексцентриситету , визначаються за формулою:

За табл. 72 СНиП ІІ-23-81* при .

2. Підбір нижньої частини колони

Розрахункова комбінація зусиль

N₁ = 443кН N₂= 430 кН

M₁^max= -1623,5 кН·мM₂^max= 323кН·м

H₀=1250–150=1100 мм

Визначимо розрахункову довжину

• в площині рами µ_у-у= 2

• із площини рами µ_х-х=1

Попередньо визначимо положення центру ваги перерізу

Визначимо стискаючі зусилля у гілках

Підбір перерізу нижньої частини колони відносно х-х.

Кожну гілку розглядаємо окремо як центрово-стиснутий елемент.

Задамось φ=0,7

Визначимо необхідну площу підкранової гілки.

Підкранову вітку підберемо з колонного двотавра, а зовнішню – з балочного.

І №40 К2 І №40 Б2

А= 210,96 см² А = 61,25 см²

і_х-х= 17,44 см і_х-х= 16,03 см

і_у-у= 10,06 см і_у-у= 3,42 см

І_у-у= 21349,998 см⁴ І_у-у= 714,9 см⁴

Визначимо перевірку прийнятих перерізів

За табл. 72 СНиП φ = 0,504

Здійснюємо перевірку

За табл. 72 СНиП φ = 0,956

Визначимо відстань між вузлами решітки, що з’єднує гілки.

Втрата стійкості окремої гілки на ділянці між вузлами решітки відбувається відносно у₀-у₀.

Задамося гнучкістю λ = 40.

Максимальна відстань становитиме

Виходячи з того, що оптимальний кут нахилу решітки в межах 45°- 60°, приймаємо кут нахилу 45°.

Підберемо переріз елемента решітки. Решітку проектуємо з одного кутика.

Оскільки решітка працює на перерізуючи силу, то її встановлюють або за фактичним значенням, або за фіктивним.

Q = 186 = 200 кН

Решітку проектуємо із рівнобокого кутика.

L 90×7

А = 12,3 см²

і_y-y= 1,78 см

За табл. 72 СНиП φ = 0,679

Перевіряємо переріз нижньої частини колони як суцільного елемента відносно вісі у-у

За табл. 7 обчислимо

Відносний ексцентриситет для підкранової гілки

За табл. 73 СНиП φ_е = 0,468

Розрахунок прикріплення кутиків до гілки колони