
- •Кафедра металлических конструкций
- •Студент: Петров а.А
- •Исходные данные
- •Cсхема балочной клетки
- •Определение ширины настила
- •3. Расчет и конструирование балок настила
- •4. Расчет и конструирование главной балки
- •Расстановка ребер жесткости.
- •Проверка прочности поясных швов.
- •Расчет монтажного стыка главной балки.
- •Конструирование и расчет опорной части балки.
- •Расчет колонны
- •Расчет колонны сквозного сечения.
- •Конструирование и расчет оголовка колонны.
- •Конструирование и расчет оголовка сплошностенчатой колонны.
- •Конструирование и расчет узла крепления балки настила к главной балки в одном уровне.
-
Расчет колонны
Требуется подобрать сечение сплошной центрально-сжатой колонны, защемленной внизу и шарнирно закрепленной вверху.
Расчетная схема:
Расчетные длины:
lefx
= lx ·
lefy
= ly ·
Принимаем двутавровое сечение стержня
колонны:
От сюда расчетные длины равны:
lefx
= lx ·
= 5,763 · 0,7 = 4,04 м
lefy
= ly ·
= 7,088 · 0,7 = 4,96 м
Расчетное усилие усилие N = 2Qmax/г.б.= 2 · 1672,38 = 3345 кН.
Определяем гибкость колонны. Так как N > 2500 кН, следовательно λ3 = 50÷70.
Примем λ3 = 60.
Определим условную гибкость
;
По табл. Д1 приложения
Д по СП 16.13330.2011 с помощью линейной
интерполяции определяем коэффициент
устойчивости колонны
= 0,818
Требуемая площадь
поперечного сечения колонны
=
170,4 см2. Требуемый радиус инерции
сечения
Ширина сечения колонны
.
hwтр≈ 40 см определяем исходя из возможности сварки механическим способом (по графику предельных рамеров сварного элемента при сварке сварочной головкой А-639).
Аw ≈0,2Aтр = 34,1 см2. Принимаем сечение полки, равное 400×22 мм, сечение стенки 400×16 мм.
Площадь поперечного сечения колонны
.
Получив предварительные размеры сечения выполним расчет колонны на устойчивость.
-
Геометрические характеристики сечения: A = 240 см2; Iх=Iw+If=tw
/12+2bftf((hf-
-tf)/2)2=(1,6403)/12+2
40
2,2(40,9)2=302948
см4;
Iy
= 2(2,2·403/12)
= 23467 см4;
;
;
-
Определяем гибкость:
Выбираем
максимальную гибкость λmax
= 51,6.
-
Условная гибкость
, откуда по таблице
находим
коэффициент устойчивости
= 0,86.
-
Проверка общей устойчивости:
Запас: [(24 – 16,2)/24]·100% = 32,5% > 5%, следовательно необходимо корректировать размеры сечения.
Принимаем сечение полки, равное 320×22 мм, сечение стенки 360×10 мм.
Площадь поперечного сечения колонны
.
Получив предварительные размеры сечения выполним расчет колонны на устойчивость.
-
Геометрические характеристики сечения: A = 176,8 см2;
Iy = 2(2,2·323/12) = 12014,9 см4;
;
-
Определяем гибкость:
-
Условная гибкость
, откуда по таблице
находим
коэффициент устойчивости
= 0,817.
-
Проверка общей устойчивости:
Запас: [(24 – 23,16)/24]·100% = 3,5% < 5%, принимаем сечение.
Проверки:
Проверка местной устойчивости стенки по пункту 7.3 СП 16.13330.2011:
,
следовательно стенка устойчива.
-
Расчет колонны сквозного сечения.
Увеличиваем
отметку верха настила на 50%: H
= 7 · 1,5 = 10,5 м.
x – материальная ось;
y – свободная ось.
Найдем расчетные длины:
От сюда расчетные длины равны:
lefy
= ly ·
= 9,268 · 0,7 = 6,49 м
lefx
= lx ·
= 10,588 · 0,7 = 7,41 м
Расчетное усилие N = 2Qmax/г.б.= 2 · 1672,38 = 3345 кН.
Определяем гибкость колонны.
Примем λ3 = 40.
Определим условную гибкость
;
По табл. Д1 приложения
Д по СП 16.13330.2011 с помощью линейной
интерполяции определяем коэффициент
устойчивости колонны
= 0,909
Требуемая площадь
поперечного сечения колонны
=
153,33 см2. Требуемый радиус инерции
сечения
Принимаем два двутавра №45: h = 450 мм; А1 = 84,7 см2; Ib1=808 см4 (момент прокатного профиля относительно оси y1); iy1 =3,09 cм;
ix1
= 18,1 cм.
bf
= 160 мм;
Условная
гибкость
,
откуда по таблице находим коэффициент
устойчивости
= 0,905.
Проверка общей устойчивости:
Приведенная
гибкость
– гибкость
относительно y.
Пусть b
= 30 см.
Найдем параметр n:
Где
lb
– расчетная длина ветви.
;
Примем
:
Приведенная
гибкость
– следовательно
корректируем значение lb
и b.
Пусть
b
= 42 см.
Найдем параметр n:
Где
Примем lb
= 80 см
;
Приведенная гибкость
– условие
выполнено.
φ=0,911
Проверка общей устойчивости:
Расчет планок колонны сквозного сечения:
Условная поперечная
по СП 16.13330.2011
Условная поперечная
сила, приходящаяся на одну ветвь колонны
Поперечная сила и момент, действующие в планке
Определяем нормальные
и касательные напряжения
Проверяем планку на прочность:
Проверяем сварные швы:
Проверяем угловой шов на условный срез: