2.3. Проектирование колонны сплошного сечения
2.3.1 Расчетная длина колонны и сбор нагрузки
Отметка низа главной балки
Заглубление фундамента принимается в
интервале
Принимаем
Геометрическая длина колонны
При опирании балок на колонну сверху
колонна рассматривается как шарнирно
закрепленная в верхнем конце Соединение
с фундаментом легких колонн в расчете
также принимается шарнирным Поэтому
расчетная длина колонны определяется
при
.
Грузовая площадь
Таблица 7
Сбор нагрузки на колонну (кН)
№ |
Наименование нагрузки |
Нормативная |
|
Расчетная |
1 |
Временная
|
1960 |
1.2 |
2352 |
2 |
Вес настила и балок
|
184,164 |
1.05 |
193,373 |
|
Итого
|
2144,164 |
|
2545,373 |
2.3.2 Подбор сечения колонны
Выполняется расчет относительно
оси Y, пересекающей полки (Рис.21).
Гибкостью колонны предварительно
задаются: при нагрузке 2500.....4000 кН
гибкость принимают равной
Для расчета при нагрузке 2545,4 кН
принимаем
и по [1, табл.72]
находим
Требуемая площадь сечения колонны
Требуемые радиус инерции и ширина полки:
используя соотношение
находим ширину полки
Ширину полки назначаем в соответствии
с сортаментом универсальной стали
равной
мм.
Высоту стенки
назначаем так, чтобы выполнялось условие
Назначив толщину
получаем площадь сечения стенки равной
.
Свес полки
Далее необходимо определить предельное
значение
из условия возможности применения
автоматической или полуавтоматической
сварки. Проверку выполняем по графику
[3, рис. 5.17]. При высоте стенки
по графику находим предельную величину
свеса
Так как
условие технологичности сварки
выполняется.
Требуемые площадь сечения полки и ее толщина:
Принимаем
(рис.21).
Геометрические характеристики сечения:
Площадь сечения
Момент инерции
Радиус инерции
Гибкость
приведенная гибкость
По [1, п.5.3] вычисляем коэффициент
продольного изгиба при
Включаем в нагрузку вес колонны
где
– удельный вес стали;
– конструктивный коэффициент, учитывающий
вес ребер и сварных швов.
Полная расчетная нагрузка
Проверка колонны на устойчивость
Недонапряжение составляет 4,7%, что менее 5%, следовательно требования [1, п.1.9] соблюдены.
Проверка предельной гибкости
Предельная гибкость
где
При
проверка гибкости проходит.
Так как для двутаврового сечения при
радиус инерции
и коэффициент
,
проверку устойчивости относительно
оси
не выполняем.
2.3.3 Проверка местной устойчивости полки и стенки колонны
Отношение свеса полки к ее толщине
Наибольшее отношение
при условии выполнения устойчивости
полки определяется по формуле [1, табл.29].
Так как
устойчивость полок обеспечивается.
Проверяем местную устойчивость стенки
по условию
Вычисляем:
Здесь
,
но не более 2.3, в соответствии с [1,
табл.27];
Так как
устойчивость стенки колонны обеспечена.
В соответствии с [1, п.7.21] при
поперечные ребра жесткости по расчету
устанавливать не требуется. Принимаем
по конструктивным соображениям на
отправочном элементе два парных ребра.
Назначаем размеры парных ребер:
ширина
принимаем
толщина
принимаем
В центрально сжатых колоннах сплошного
сечения сдвигающие усилия между стенкой
и полкой незначительны. Поэтому сварные
швы, соединяющие полки со стенкой,
назначают конструктивно толщиной
Принимаем катет сварного шва равным
