4.8. Уточнение собственного веса главной балки.

Собственный вес стенки: .

Собственный вес полок: .

Собственный вес ребер жесткости: .

Собственный вес опорных ребер: .

Собственный вес главной балки: .

5. Конструирование и расчет колонны.

5.1. Сбор нагрузок и статический расчет.

Рассчитываем среднюю колонну как максимально нагруженную.

Колонна воспринимает нагрузки:

- полезная =26 кН/м²;

- собственный вес настила ;

- собственный вес балок настила =0,366 кН/м;

- нагрузка от главной балки .

Нагрузка, передаваемая на колонну:

- собственный вес колонны принимаем равным 0,6 кН/м.

В ысота колонны:

.

Вес колонны: .

Продольная сила, возникающая в сечениях колонны:

,

где .

.

Расчетная длина колонны:

где μ=1 – коэффициент расчетной длины.

5.2. Подбор сечения стержня.

5.2.1. Подбор сплошного сечения стержня.

Для колонны принимаем сталь С345 с расчетным сопротивлением по пределу текучести =3200 кгс/см².

Зададимся гибкостью колонны: λ=80. По табл. 72 [1] определяем коэффициент продольного изгиба: φ=0,686.

Требуемая площадь сечения из условия устойчивости:

.

Требуемый радиус инерции сечения: .

По найденным значениям площади и радиуса инерции подбираем сплошное сечение колонны. По сортаменту прокатных профилей СТС АСЧМ 20-93 подбираем двутавр №30К2 с площадью сечения А=122,7 см² и радиусом инерции i=15,12 см.

Проверим колонну с выбранным сечением на устойчивость.

Гибкость колонны: .

Коэффициент продольного изгиба: φ=0,770.

Условие устойчивости:

- условие не выполнено, устойчивость колонны не обеспечена.

5.2.2. Подбор сквозного сечения стержня.

Проектируем колонну сквозного сечения из двух ветвей, соединенных между собой планками.

Зададимся гибкостью колонны: λ=70. По табл. 72 [1] определяем коэффициент продольного изгиба: φ=0,754.

Требуемая площадь сечения из условия устойчивости:

.

Требуемый радиус инерции сечения: .

По найденным значениям площади и радиуса инерции подбираем сквозное сечение колонны. По сортаменту прокатных профилей СТС АСЧМ 20-93 подбираем два двутавра №35Б2 с площадью сечения А=55,17 см² и радиусом инерции i=14,47см.

Проверим колонну с выбранным сечением на устойчивость.

Гибкость колонны: .

Коэффициент продольного изгиба: φ=0,766.

Условие устойчивости:

- условие выполнено, подобранное сечение удовлетворяет условию устойчивости центрально-сжатого стержня.

Недонапряжения не должны превышать 10%:

- условие выполнено, сечение рационально.

Двутавр №35Б2 имеет следующие характеристики:

h=34,9 см b=15,5 см

s=0,65 см t=10 см

А=55,17 см² =11550 см

W =662,2 см³ S =373 см³

см =622,9 см

Определим размеры сечения соединительных планок. Назначаем поперечные размеры планок:

Гибкость отдельных ветвей на участке между планками не должна быть более 40. Принимаем гибкость . Тогда расстояние в свету между планками:

.

Ширину колонны в осях примем равной 35 см.

Приведенная гибкость стержня колонны определяется по табл. 7 [1] в зависимости от соотношения: ,

где: - момент инерции одной ветви колонны относительно собственной оси у,

- момент инерции сечения одной планки,

b=35 cм – ширина стержня колонны,

- расстояние между осями планок.

, тогда приведенная гибкость стержня: .

Момент инерции сечения колонны относительно оси у:

.

Радиус инерции сечения: .

Гибкость колонны относительно свободной оси: .

Приведенная гибкость: .

Данному значению гибкости соответствует φ=0,799.

Проверим напряжения относительно сквозной оси колонны:

- устойчивость колонны обеспечена.