Определение расчетных длин колонны

Определяем расчетные длины одноступенчатой колонны согласно СНиП -23 – 81*(приложение 6).

По таблице 68 СНиПа «Строительные нормы и правила» определяем:

Принимаем:

Для нижней части колонны:

Для верхней части колонны:

Подбор сечения верхней части колонны

Расчетное усилие:

В сечении 4-4: М=-432,61 кН м; N=-466 кН

При этом же сочетании (1,2,4,7,10) в сечении 3-3: М=-264,75 кН м; N=-472,09 кН

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра высотой h=500мм.

Радиус инерции для симметричного сечения двутавра:

Ядровое расстояние сечения:

Приведенная гибкость:

Относительный эксцентриситет:

Для определения коэффициентом влияния формы η принимаем в первом приближении , тогда

Приведенный относительный эксцентриситет:

Согласно СНиП табл.74 определяем :

Требуемая площадь сечения:

Примем: №8

Приведенная гибкость:

Относительный эксцентриситет:

При

При

Проинтерполировав находим, что:

Приведенный относительный эксцентриситет:

Согласно СНиП табл.74 определяем :

Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента:

Принимаем №9:

Приведенная гибкость:

Относительный эксцентриситет:

При

Приведенный относительный эксцентриситет:

Согласно СНиП табл.74 определяем :

Проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости действия момента:

Проверка устойчивости верхней части колонны из плоскости действия момента:

Определим гибкость и коэффициент продольного изгиба:

Определим максимальный момент в средней трети расчетной длины стержня из плоскости: М₁=-432,61 кН м; М₂=-264,75 кН м;

По модулю

Относительный эксцентриситет:

Проверим гибкость:

Так как то

Т.е. окончательное сечение верхней части колонны принимаем:

№9:

Проверяем местную устойчивость стенки:

Тогда:

=t[ ]

Проверяем местную устойчивость полки.

Т.е. условие выполняется.

Подбор сечения нижней части колонны

Сечение нижней части колонны выполняется сплошное. Высота нижней части сечения колонны .

Расчетные комбинации для нижней части колонны:

М₁=-559.31 кН м; N₁=-950.1 кН

М₂=715.54 кН м; N₂=-982.02кН

Принимаем: p=0,5

Предварительно принимаем:

Приведенная гибкость:

При :

По СНиП табл. 27:

Поскольку сечение с такой толстой стенкой неэкономично, принимаем , т.к. стенка такой толщины неустойчива, то включаем в расчетную площадь сечения колонны 2 крайних участка стенки шириной по:

Расчетная площадь стенки:

Примем двутавр широкополочный 30Б1

Геометрические характеристики принятого сечения:

=9843,8

Расчетная площадь:

Общая площадь: =180,3

Развязываем колонну из плоскости 2 распорками, тогда:

Относительный эксцентриситет:

При

Для

Для

При

Согласно СНиП табл.74 определяем =0,3155

Проверяем местную устойчивость полки.

Т.е. условие выполняется

Расчет и конструирование соединения верхней части колонны с нижней

Расчёт траверсы колонны.

D_max = 517,14 кН

М₁ = 106,14 кН·м

N₁ = - 319,41 кН

М₂ = -285,62 кН·м

N₂ = -472,1 кН

Шов Ш1:

Равнопрочный с полным проваром

A_W = А_верха = 114,8 см²

W_w = W_верха = 2105 см³

1 сочетание:

σ_Т1 = (N₁ / A_W) + (М₁ / W_w) = (319,41 / 114,8) + (10614 / 2105) = 7,82 кН/см² < 0,85·R_Y = 0,85 · 23 = 19,6 кН/см²

σ_Т2 = (N₁ / A_W) - (М₁ / W_w) = (319,41 / 114,8) - (10614 / 2105) = - 2,26 кН/см² < 0,85 · R_Y = 19,6 кН/см²

2 сочетание:

σ_Т1 = (N₂ / A_W) + (М₂ / W_w) = (472,1 / 114,8) + (28562 / 2105) = 17,68 кН/см² < 0,85·R_Y = 19,6 кН/см²

σ_Т2 = (N₂ / A_W) - (М₂ / W_w) = (472,1 / 114,8) - (28562 / 2105) = - 9,46 кН/см² < 0,85 · R_Y = 19,6 кН/см²

Проверяем стенку траверсы на смятие:

Определяем усилие во внутренней полке верхней части колонны

Определяем длину шва (Ш2) для закрепления ребра к пластине

Применяем полуавтоматическую сварку проволокой СВ 0,8А d=1.4-2мм

Принимаем

Конструктивно принимаем по всей длине траверса

Для расчета шва (Ш3):

Определяем требуемую длину шва (Ш3) и такими же условиями сварки.

Конструктивно принимаем по всей длине траверса

Определяем высоту траверса

Т.к. , то принимаем .

Расчет и конструирование базы колонны

Проектируем общую базу.

Расчетная комбинация усилий в нижней части сечения колонны:

М₁ = 805,94 кН·м

N₁ = - 657,17 кН

Предварительно принимаем ширину плиты: В=400 мм.

Определяем длину плиты:

Принимаем: L=120 см.

Т.е. плита сечением: 120смХ40см.

Бетон В15:

Под плитой в бетоне фундамента возникают нормальные напряжения определяемые по формулам внецентренного сжатия:

Определяем изгибающие моменты на отдельных участках плиты:

Участок 1(консольный свес):

=3,8 см

Участок 2 (консольный свес):

=10 см

Участок 3 (плита, опертая на четыре канта):

Принимаем для расчета

Требуемая толщина плиты

Принимаем

Определяем высоту траверса:

Сварка автоматическая проволокой марки СВ 08А d=1.4-2мм

Принимаем .