Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
zapiska_MK_E_ZZZ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.19 Mб
Скачать

4 Расчёт сквозной центрально-сжатой колонны

Спроектированная в рамках настоящей курсовой работы колонна состоит из трёх основных частей: оголовка, стержня и базы. Продольная сила действует по оси колонны, следовательно, колонна является центрально-сжатой и всё её сечение испытывает равномерное сжатие.

Расчёт производился исходя из условия обеспечения устойчивости колонны относительно главных осей её сечения.

4.1 Выбор расчётной схемы и типа сечения колонны

Выбор расчётной схемы заключается в установлении геометрической и расчётных длин, способов закрепления концов колонны и определения нагрузки, действующей на оголовок колонны.

Расчётная длина колонны определяется по формуле:

, (77)

где μ – коэффициент, учитывающий способ закрепления концов колонны; база колонны крепится к фундаменту при помощи анкерных болтов, главные балки также соединяются с оголовком колонны болтами, следовательно, закрепление обоих концов является шарнирным, принимаем μ = 1 ([3], таблица 71, а «Коэффициенты μ для определения расчётных длин колонн и стоек постоянного сечения);

l – геометрическая длина колонны, определяемая в соответствии с формулой:

, (78)

hn – отметка верха настила, принимаемая в соответствии с заданием на проектирование, hn = 9,9 м;

h1 – заглубление базы колонны ниже отметки чистого пола, h1 = 0,15 м;

hp – строительная высота перекрытия, определяемая в соответствии с формулой:

, (79)

где h – высота главной балки, h = 140 см;

а1 – высота выступающей части опорного ребра, а1 = 2,0 см;

t – толщина настила, t = 1см.

Подставляем значения в соответствующие формулы:

cм.

м.

м.

4.2 Подбор сечения колонны

Стержень рассчитываемой колонны состоит из двух прокатных двутавров, соединённых между собой стальными планками. Равноустойчивость колонны в обеих плоскостях (х-х и у-у) обеспечивается удалением ветвей на расстояние, достаточное для того, чтобы приведенная гибкость λef по свободной оси не превышала значение гибкости колонны по материальной оси (λef λх).

Расчёт сечения колонны ведётся относительно материальной оси, расстояние между ветвями колонны определяется относительно свободной оси.

Требуемая площадь поперечного сечения одной ветви центрально-сжатой колонны определяется в соответствии с формулой:

, (79)

где N – продольная сила, действующая на колонну, N = 2 · Q = 2991,72кН;

φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости колонны; гибкость сквозных колонн с расчётной нагрузкой свыше 25000 кН следует принимать в пределах λ = 40..60; принимаем значение гибкости λ = 60, при котором φ = 0,76 [8, таблица 4.5]

Ry – расчётное сопротивление материала колонны, для стали С345 Ry = 335 МПа;

γс – коэффициент условий работы, γс = 1.

м2.

Требуемый радиус инерции стержня колонны относительно материальной оси определяется по формуле:

(80)

где lef – расчётная длина колонны, lef = 862 cм;

λ – принятая гибкость, λ = 60.

см.

В соответствии с полученными значениями требуемой площади поперечного сечения ветви Атр и требуемого радиуса инерции ixтр по сортаменту подбираем подходящий профиль проката.

Принимаем двутавр № 36 ГОСТ 8239-72* со следующими характеристиками:

А = 61,9 см2, ix = 14,7 см.

Проверка устойчивости принятого стержня выполняется в соответствии с неравенством:

, (81)

где N – продольная сила, действующая на колонну, N = 2991,72 кН;

А – площадь поперечного сечения двутавра № 36, А = 61,9 см;

γс – коэффициент условий работы, γс = 1.

φх – коэффициент продольного изгиба, определяемый по действительной гибкости λх.

Определяем значение действительной гибкости λх:

,

где lef – расчётная длина колонны, lef =862 см;

ix – момент инерции двутавра №36, ix = 14,7 см.

.

По [8, таблице 4.5] определяем: 0,7593.

Подставляем полученное значение в формулу (81):

МПа.

318,3 МПа < 335 МПа.

Условие выполняется, устойчивость принятого стержня колонны обеспечена.