Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1159.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
923.46 Кб
Скачать

Определяются геометрические характеристики сечения и гибкость стержня относительно оси x:

Ix

момент инерции сечения относительно оси х, см4, Ix

t b3

;

n n

6

 

 

 

 

 

 

 

ix

радиус инерции сечения, см, ix =

I x

;

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λx гибкость стержня, λx = i 0 , но не более [λ]= 120.

x

По полученному значению гибкости определяется коэффициент продольного изгиба φx [1, табл. 72] и выполняется проверка устойчивости.

При невыполнении условия устойчивости (5% резерв надежно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

сти) необходимо изменить размеры сечения и повторить расчет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

2.3.5. Проверка местной устойчивости элементов колонны

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка местной устойчивости эле-

 

ментов колонны выполняется в случае при-

 

крепления к колонне мощных балок.

и

1.

 

 

Для стенки центрально-сжатой

 

 

 

 

 

 

 

С

колонны

проверка

местной

устойчивости

выполняетсяб

по работе [1, п. 7.14*]. Отно-

 

шен е расчетной высоты стенки к толщине

 

hст/tст

не

 

 

 

 

должно

превышать

значений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

uw

 

 

 

E Ry

 

, где наибольшую условную гиб-

 

кость стенки

 

uw

следует определять по ра-

 

λ

 

боте [1, табл. 27*].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uw =1,3 + 0,15

 

2 ,

 

 

 

 

 

 

 

При

λ

< 2,0

 

λ

λ

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

условная

гибкость колонны [1,

 

 

λ

 

 

 

 

прил.

9*],

 

определяется

по

формуле

 

 

 

 

 

 

= λ

 

 

 

 

, здесь λ = λx – гибкость,

Рис. 19. Схема расположения

 

λ

 

 

 

Ry E

определенная в подразделе 2.3.4.

ребер жесткости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соответственно hст tст (1,3 + 0,15λ2 )ERy .

При λ ≥ 2,0 λuw =1,2 + 0,35λ , но не более 2,3, соответственно

hст tст (1,2 +0,35λ)ERy .

При невыполнении условия необходимо изменить размеры стенки и повторить расчет.

Стенки сплошных колонн (рис. 19) при hст tст 2,3ERy сле-

дует укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии 2,5hст одно от другого [1, п. 7.21*].

Ширина ребер принимаетсяbp

hcm

+ 40 мм, но не менее 90 мм.

 

 

 

bp

 

30

 

 

Толщина ребер tp

=

≥ 4 мм.

 

 

 

И

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Для полки колонны по работе [1, п. 7.22*] расчетную ширину

 

 

 

 

Дb

свеса b'n следует принимать равной расстоянию от грани стенки до

края полки: b'n = bn/2 – tст/2.

А

 

 

Проверка местной устойчивости полки выполняется по работе

[1, п. 7.23*].

б

 

 

'

 

 

 

Отношение ширины свеса полки

п к толщине tп следует при-

нимать не более значения, определенного по формуле [1, табл. 29*]

 

 

и

 

 

 

 

 

 

'

(0,36 +0,1λ) E Ry .

С

 

bп tп

При значениях

λ

< 0,8

 

ли

λ

> 4 в формуле следует принимать

соответственно

λ

= 0,8 или

 

λ

 

= 4.

 

 

 

 

 

 

 

При невыполнении условия необходимо изменить размеры полки и повторить расчет.

2.3.6. База колонны с траверсами

База выполняет две функции распределяет усилие, передаваемое колонной на фундамент, снижая напряжение до расчетного сопротивления бетона фундамента, и обеспечивает прикрепление к нему колонны с помощью анкерных болтов.

Конструктивная схема базы колонны представлена на рис. 20.

32

 

 

 

 

И

 

 

 

Д

 

 

А

 

 

б

 

 

и

 

 

 

С

 

 

 

 

Рис. 20. Конструктивная схема базы колонны:

1 – опорная плита; 2 – стержень колонны; 3 – траверсы; 4 – ребра жесткости; 5 – оси анкерных болтов;

hmp – высота траверсы; tmp – толщина траверсы;

hp – высота ребра жесткости; tp – толщина ребра жесткости; ton – толщина опорной плиты

33

Площадь опорной плиты Аоп рассчитывается из условия прочности бетона фундамента

Nк Rbγф;

Аоп

А

=

Nк

,

R γ

оп

 

 

 

 

b ф

 

где Rb расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (прил. 4), кН/см2; γф коэффициент увеличения Rb в зависимости от соотношения площадей верхнего обреза фундамента Аф и опорной плиты Аоп

при

Аф

= 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γф = 3

 

= 3

2 =1,26.

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оп

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение размеров опорной плиты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

Так как габаритные размеры колонны bn hcm , опорная плита

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

B =

 

 

(рис. 21) принимается квадратной в плане со стороной

Аоп

по

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГОСТ 8270* на листовую сталь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщина опорной пл ты рассчитывается после конструирова-

ния базы.

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 21. Схема к расчету опорной плиты

34

Фактическое реактивное давление на опорную плиту (см. рис.

21), кН/см2:

σф = NВ2к Rb γф .

Определение размеров траверс и ребер базы колонны

Траверсы и ребра жесткости предназначены для равномерного распределения нагрузки от стержня колонны по площади опорной плиты (см. рис. 21).

Задаются следующие параметры:

tтр =10...14мм – толщина траверсы;

 

t p = tmp 2

мм – толщина ребра жесткости;

 

hp = 0,8hmp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

– высота ребра жесткости.

Высота траверсы определяется из условия прочности сварных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

швов, приваривающих траверсы к стержню колонны.

При срезе по металлу шва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nк

 

 

R

γ

wf

γ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

βf k f hтр

wf

 

c ,

 

 

 

б

 

 

 

 

 

отсюда

hmp

 

 

 

 

 

 

 

N

к

 

+ 2 см.

 

 

4β

f

k

f

RАγ γ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wf wf c

 

 

 

При срезе по металлу границы сплавления

 

 

 

 

 

 

N

к

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

Rwz

γwzγc ,

 

 

4β k

 

h

 

 

 

 

 

 

 

z

 

f тр

 

 

 

 

 

отсюда

hmp

 

 

 

 

 

Nк

 

 

+ 2 см.

4

βz k f Rwzγwzγc

С

 

 

Все обозначения в формулах – см. подраздел 2.2.7, при этом ка-

тет шва kf принимается kf min kf ≤ 1,2 tmin.

Размеры траверс и ребер принимаются в соответствии с ГОСТом на листовую сталь.

Полученная высота траверсы не должна превышать отметку пола 1-го этажа hmp hз 100 мм.

35

Определение толщины опорной плиты

Опорная плита работает как пластина на упругом основании, давление под плитой принимается равномерно распределенным от фундамента и плита считается опертой на элементы сечения колонны и базы.

Опорная плита (рис. 22) представляет собой пластину на упругом основании, закрепленную на разных участках по двум (участок 4), трем (участки 2;3) и четырем ( участок 1) сторонам траверсами, ребрами, стенкой и полками колонны.

Эти пластины загружены равномерно распределенным реактивным давлением со стороны фундамента σф на полосе шириной 1 см.

 

 

qф =σф 1 см, кН/см.

 

 

Для определения толщины опорной плиты базы необходимо

найти изгибающие моменты на участках 1, 2, 3, 4.

 

 

 

 

 

 

tn

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

Д

4

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

b

 

 

 

 

tmp

 

4

 

 

 

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b1

 

 

А

 

 

 

 

cm

 

 

1

 

b2

 

 

 

 

t

 

б

 

 

 

2

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

tmp

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

2

 

и

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

С

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

3

4

 

 

 

 

 

a4

tp

 

a3

 

tp

a4

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 22. Схема расположения расчетных участков

 

 

 

 

опорной плиты

 

 

 

36

Для определения толщины опорной плиты на каждом участке

вычисляются изгибающие моменты, зависящие от соотношения сто-

рон: при опирании на три стороны – защемленной к свободной, при

опирании на четыре стороны – большей к меньшей.

Участок 1 работает на изгиб как пластина, опертая по четырем

сторонам. Изгибающий момент М1 равен

 

 

 

 

 

 

М

1

=αq

ф

а2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

где α – коэффициент, зависящий от отношения длинной стороны в1 к

короткой а1: в1 / а1 (прил. 5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Участки 2 и 3 работают на изгиб, как пластина, опертая по трем

сторонам. Изгибающие моменты М2

и М3 равны

 

 

 

М2

= βqфа22 ;

 

 

 

 

М3

= βqфа32 ,

 

где β – коэффициент, зависящий от отношения закрепленной стороны

пластины вi к свободной аi: bi / ai (см. прил. 5).

При отношении сторон ai

/ bi

> 2 пластина может быть рассчи-

 

q

 

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

И

тана как консоль Mi =

 

 

 

 

Д

 

ф

i .

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Участок 4 опирается по двум сторонам (рис. 23). Изгибающий

момент определяется как для пластины, опертой по трем сторонам, с

условными размерами а4

в4.

А

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

М

 

= βq

ф

а

.

 

 

 

 

б4

 

 

4

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

a4

 

 

 

 

 

b'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a'

Рис. 23. Схема к расчету участка 4

37

Толщина опорной плиты определяется из условия прочности участка пластины с максимальным изгибающим моментом Мmax :

σ = M max Ryγc ,

Wпл

где Wпл – момент сопротивления плиты шириной 1 см,

W

=

1см t2

М

max .

 

 

 

пл =

 

 

 

пл

 

 

6

Ryγc

 

 

 

По данному равенству требуемая толщина опорной плиты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tпл =

 

 

Мmax

6

 

,

 

 

 

Ryγc

1

 

 

 

 

 

 

где γс – коэффициент условия работы опорной плиты, γс = 1,2 [1, табл.

6*, поз. 11а].

Толщина плиты принимается в соответствии с ГОСТом на листовую сталь и не должна превышать 40 мм.

Если tпл > 40 мм, необходимо уменьшить Мmax путем постанов-

 

 

И

 

Д

ки дополнительных ребер жесткости на наиболее загруженных участ-

ках и повторить расчет.

А

 

 

 

3. ГРАФИЧЕСКИЙ Р ЗДЕЛ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

С

 

 

Чертежи выполняютсябна листах формата А4 или на формате А2:

1. Главная балка в масштабе 1:20, два сечения в масштабе 1:5.

2. Болтовой монтажныйи

стык главной балки в масштабе 1:10 в

трех проекциях.

 

 

3. База колонны в трех проекциях в масштабе 1:10.

4. Стык второстепенной балки с главной в двух проекциях в масштабе 1:10.

5. Стык второстепенных и главных балок с колонной в трех проекциях в масштабе 1:10.

38

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]