5.1. Подбор сечения колонны.

Задаёмся гибкостью колонны 50, из условия устой-

чивости определяем требуемую площадь одной ветви. Коэф-

фициент продольного изгиба определяется по

С НиП II-23-81*, 8541.Определим требуемую площадь

сечения и радиус инерции: рис 31

Определяем требуемую ширину сечения:

; ;

; для двутаврового сечения ₁=0,43; ₂=0,24

.

Высоту сечения принимаем по конструктивным соображениям. Высота сечения принимается не менее (1/15 – 1/20) высоты колонны и так чтобы .

Принимаем h=0,32 м; b=0,34 м.

Принимаем сечение полки А _w=·34·1,4=95,2 см²,

стенки A _f=1·29.2·0,8=23,36 см².Тогда площадь всего сечения А=95,2+23,36=118,56 см²

Проверяем напряжения по подобранному сечению:

;

.

Подобранное сечение удовлетворяет требованиям общей устойчивости.

Проверим местную устойчивость стенки:

Проверим местную устойчивость полки:

По наибольшей гибкости определяем коэффициент продольного изгиба

φ=0,9264. При этом наибольшая гибкость не должна превышать предельной гибкости для сжатых элементов: λ_пред=180-60α.

31,82<127,56.

Проверим устойчивость колонны:

20,10<23-общая усточивость обеспечена.

Проверим на недонапряжение:

недонапряжение составляет 12.6 %

Рис. Сечение колонны.

Толщину угловых швов принимаем конструктивно к_f=5 мм, т.к. наибольшая толщина элемента 14 мм ( табл.38, СНиП ll-23-81^*).

5.2. Конструирование и расчет базы колонны.

Класс бетона фундамента В15.

R_b=8,5 МПа; γ=1,2;

Определим вес колонны:

Р=mg =0,047·7850·10=3689,5 Н.

N=2204.73+3,6895=2208,4 кН.

О пределим требуемую площадь плиты:

Ширина базы с траверсами:

В_пл=В_тр+2t_тр+2с

В_тр=340 мм;

t_тр=12мм;

с=100 мм.

В_пл=34+2·1,2+2·10=56,4 см.

Принимаем ширину базы 560 мм. рис 33

Длина плиты:

А_пл=56·40=2240 см².

Рис.34

Расчет толщины плиты базы.

Выделим три участка плиты с характерными схемами закрепления.

Рис.35

Изгибающие моменты в плите на участках:

на участке с опиранием на четыре канта,

в = 292 мм; а=166 мм

Отношение сторон 292/166=1,76, отсюда α=0.093

М₁ = α qa²

q=N/A_пл=2208.4/2240=0.99 кН/см

М₁ = 0.09316,6²0.99= 25,37 кН·см.

на консольном участке

М₃ = qc²/2; с = 98 мм; М₂ = 0.99·9,8 ²/2=47,54 кН·см.

на участке с опиранием на три канта

М₂= βqа₁²

а₁=340 мм, в₁=40 мм.

Отношение сторон 40/340=0,118 =>β=0,06

М₂ = 0,06  0.99  34² = 66,59 кНсм

По наибольшему моменту на участке М_max = 66,59 кНсм

определим требуемую толщину плиты:

Принимаем .

Таким образом, с запасом прочности усилие в колонне полностью передается на траверсы, не учитывая прикрепления торца колонны к плите.

Нагрузка со стержня колонны передается на траверсы через сварные швы, длина которых и определяет высоту траверсы. Крепление траверс к колонне производим сваркой.

Для стали С235 по табл. 55^* СНиП II-23-81^* принимаем электроды Э-42.

Определим требуемую высоту катета К_f поясного шва "в лодочку".

Катет шва принимаем k=7 мм (СНиП II-23-81^*, табл.38).