
- •Исходные данные:
- •1.1 Расчёт стального настила
- •Проверим принятую толщину листов настила, для чего определим отношение пролета настила к его толщине
- •2.Расчёт балки настила
- •2.1.Подбор сечения балки настила
- •2.2.Проверка жесткости балки
- •2.3 Проверка несущей способности балки
- •55,57 МПа 195,22 мПа, условие выполняется.
- •3.Расчёт главной балки
- •3.1 Подбор сечения главной балки
- •Определяем расчетную погонную нагрузку на главную балку:
- •3.1.2 Определение усилий.
- •3.2 Компоновка сечения главной балки
- •3.3 Проверочные расчёты
- •3.3.1 Проверка прочности балки по нормальным и касательным напряжениям
- •3.2.3 Проверка жёсткости главной балки
- •3.3.3. Проверка общей и местной устойчивости главной балки
- •3.4 Расчёт опорного ребра
- •3.5 Опирание и сопряжение балок
- •3.6 Изменение сечения главной балки по длине
- •4 Расчёт сквозной центрально-сжатой колонны
- •4.1 Выбор расчётной схемы и типа сечения колонны
- •4.2 Подбор сечения колонны
- •4.3 Расчёт колонны относительно свободной оси
- •4.4 Проверка колонны относительно свободной оси
- •4.5 Расчёт соединительных планок
- •4.6 Расчёт и конструирование базы колонны
- •4.7 Расчёт и конструирование оголовка колонны
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.