4.5. Підбір перерізу колони з умови стійкості центрово - стиснутого стрижня.

Розрахункова схема колони представляє собою центрово- стиснутий просторовий стрижень з шарнірним закріпленням його кінців, завантажений осьовою силою N=1746,6 кН.

Розрахункову довжину стержня колони знаходимо за формулою:

,

де – геометрична довжина колони, окремої її ділянки або висота поверху;

18

– коефіцієнт зведення геометричної довжини стержня l до розрахункової довжини l_ef , який залежить від схеми закріплення кінців стержня; в нашому випадку =1,0 ( шарнірне закріплення).

Геометричну довжину l стрижня колони між вузлами закріплення вибираємо від верха фундаменту до низу головної балки:

l =H+ΔH_fund –h_d –h_mb =3,30+0,15–0,20–0,396=2,854 м

де h_d =0,2м – товщина перекриття;

h_mb =0,396 м – висота головної балки із двотавра № 40 Б2 .

Остаточно розрахункова довжина стрижня колони рівна:

l_ef = 1·2,854=2,854 м.

Підбір перерізу колони ведемо методом послідовного наближення, попередньо задаючись робочою гнучкістю колони в межах λ=50…80. Приймаємо λ=60. Розрахунковий опір за межею текучості сталі класу С235 – R_y =230 МПа згідно таблиці Е2 додатку Е [Норм 3]. За таблицею К1 додатку К [Норм 3]знаходимо коефіцієнт поздовжнього згину =0,832

λ=λ =60· =1,96

За таблицею К1 додатку К[Норм3] знаходимо коефіцієнт =0,832

Для будинку І класу відповідальності необхідну площу перерізу колони в першому наближенні знаходимо за формулою:

,

де γ_c=1,0 – коефіцієнт умов роботи колон громадських будівель ;

γ_n=1,0 – коефіцієнт надійності за відповідальністю для будинку І-го класу згідно таблиці 5 [Норм 2].

За сортаментом ГОСТ 26020-83 вибираємо колонний двотавр № 26 К1 з наступними характеристиками перерізу:

m_c =65,20кг/м; A_fac =83,08 см2; h_c =255 мм; b_c =260мм ; t_w =8,0мм; t_f =12,0мм; i_x =11,14см; i_y =6,51см; r =16мм.X

Обчислюємо гнучкості підібраного стрижня, якщо l_ef,x = l_ef,y =2,854 м:

Уточнюємо значення коефіцієнта поздовжнього згину при λ_max.= λ_y=43,57

λ=λ =43,57· =1,43

З таблиці К1 додатку К[ Норм 3],інтерполюючи, знаходимо коефіцієнт поздовжнього згину =0,935.

Перевірку нормальних напружень, що виникають в колоні з урахуванням стійкості, виконуємо, виходячи з умови:

19

У мова задовольняється, і стійкість забезпечується. Підібраний переріз дещо не до напружений.

Перевіряємо економічність прийнятого рішення, виходячи із умови:

Умова задовольняється, переріз відповідає критерію економічності.

Висновок : Остаточно прийнято колонний двотавр №26 К1 за ГОСТ 26020-83.

4.6. Розрахунок і конструювання опорних вузлів колони.

4.6.1. Розрахунок і конструювання опорного столика колони під головну балку.

Принципове конструктивне вирішення опорного столика наведено на рисунку 8. Розміри опорного столика визначимо з умови міцності та зминання його торцевої поверхні. Розрахунковий опір листової сталі класу С 235 товщиною 20…40 мм R_p=R_u =350МПа.

b_st=b_c–2·75=260–150=90 мм,

Остаточно приймаємо ширину опорного столика 90 мм.

Тоді необхідна товщина ребра, якщо :

Із конструктивних міркувань товщину опорного столика колони для головної балки приймаємо не менше, ніж t_st ≥ 30мм. Остаточно приймаємо t_st = 30мм.