Расчет сплошной колонны.

Требуется подобрать сечение стержня, а также рассчитать и сконструировать планки сплошной центрально-сжатой колонны длиной 6,34 м с шарнирным прикреплением по концам. Марка Стали Вст3пс6-1, R= 230мПа .

Расчетное усилие в стержне колонны N= 3046 кН.

Расчетная длина стержня l₀ =lх0,7=7,8х0,7=5,46м. Задаемся гибкостью λ = 60 и находим соответствующее значение φ= 0,802:

Определяем требуемую площадь сечения колонны:

Требуемый радиус инерции:

_{Требуемая ширина сечения:}

_{Принимаю сечение полки, равное 2х380х16мм = 121,6 см2, стенки 380х14мм = 53,2 см2,}

_{А=121,6+53,2=174,8 см2}

_{Iy = (2·1,6·383)/12=14632,5 см4}

Подобранное сечение удовлетворяет требованиям общей устойчивости.

Проверяем местную устойчивость стенки

h₀/t = 38/2 = 19

, стенка устойчива.

Проверяем местную устойчивость полки:

Стенка и полка удовлетворяют требованиям устойчивости.

Расчет базы колонны.

Определяем требуемую площадь плиты базы:

По ориентировочному значению коэффициента γ= 1,2 принимаем плиту размером 620х620 мм. Принимая площадь по обрезу фундамента А_ф=750х750 см, корректируем коэффициент γ:

Далее рассчитываем напряжение под плитой базы:

Конструируем базу колонны с траверсами толщиной 10мм, привариваем их к полкам колонны и к плите угловыми швами. Вычисляем изгибающие моменты на разных участках для определения толщины плиты.

Участок 1:

Отношение сторон ;

Участок 2: (консольный)

Участок 3: не проверяем, так как он имеет меньший консольный свес.

Определяем толщину плиты по максимальному моменту

Принимаем плиту толщиной

Таким образом, усилие в колонне полностью передается на траверсы, не учитывая прикрепления торца колонны к плите. Прикрепление траверсы к колонне выполняется полуавтоматической сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св08Г2С.

Толщину траверс принимаем ; высоту .

Расчетные характеристики

<

Прикрепления рассчитываем по металлу шва, принимая катет угловых швов ;

Проверяем допустимую длину шва

<

Требование к максимальной длине швов выполняется. Крепление траверсы к плите принимаем угловыми швами 10 мм.

Проверяем прочность швов

<

Швы удовлетворяют требованиям прочности. При вычислении суммарной длины швов с каждой стороны шва не учитывалось по 1см на непровар.

Приварку торца колонны к плите выполняем конструктивными швами

6 мм, так как эти швы в расчете не учитывались.

Расчет оголовка колонны.

Ребра оголовка приваривают к опорной плите или к стене колонны при при

сплошном сечении. швы прикрепляющие ребро оголовка к плите, должны выдерживать полное давление на оголовок:

Высота ребра оголовка определяют требуемой длиной швов, передающих нагрузку на стержень колонны:

h_p= =3046/4 1.2 15,05 1=42,16см

Принимаю высоту ребра 45 см.

Толщину ребра оголовка передают из условия сопротивления под полным опорным давлении:

t_p=N/l_cмR_см=3046/45,2∙35=1,92 см;

l_cм=2∙2+41,2=45,2 см, где l_cм – длина сминаемой поверхности, равная ширине опорного ребра балки плюс две толщины плиты оголовка колонны

Принимаю толщину ребра 20 мм.

²