10) Выбор типа, компоновка и подбор сечения стальной колонны

q

R=Q_max

R=Q_max

Величина расчетной продольной силы: ;

Так как , то сечение колонны сквозное. Расчетные длины колоннв двух главных взаимно перпендикулярных плоскостях определяется :. В нашем случае, тогда;l_k=H+h_b-h_con=8.4+0.6-0.675=7.235м

μ_x=1

N

x

μ_y=1

N

y

Расчет относительно материальной оси.

Требуемая площадь поперечного сечения ветви сквозной колонны: , гдепредварительное значение продольного изгиба относительно материальной оси. По требуемой площади принимаем швеллер №40 , который имеет следующие характеристики:;. Фактическая гибкость:. Проверка общей устойчивости:.

Предельная гибкость :

Расчет относительно свободной оси.

Примем - гибкость ветви между планками относительно главной центральной оси ветви;.

Требуемый радиус инерции сечения :.

Требуемая ширина сечения колонны :;

;

Окончательно примем ширину сечения колонны: .

Для скомпонованного сечения определим фактические геометрические характеристики:

;.

Гибкость стержня сквозной колонны относительно свободной оси: .

Приведенная гибкость стержня: . Так как, то не требуется проверка общей устойчивости относительно стержня колонны в плоскости, перпендикулярной осиy-y , Колона устойчива в двух плоскостях.

Расчет планок и крепящих их сварных швов.

Расчет планок ведется на действие условной поперечной силы: где.

Усилия, действующие на планке, предварительно приняв следующие размеры:тогда;; .

Усилия равны : поперечная сила -

изгибающий момент -

Проверим назначенные размеры поперечного сечения планки: где;.

Планки заводят на ветвь на расстояние =30мм . Прочность планок проверим:;, где.;.;

Сварка полуавтоматическая в среде СОпроволокой СВ-08Г2С.приняли катет сварного шваk=8мм. Прочность сварных угловых швов, прикрепляющих планку к ветви колонны:

по металлу шва: ;

-проверка выполняется.

по металлу границы сплавления: ;

-проверка выполняется .

12) Проектирование оголовка колонны

Толщина вертикального опорного ребра

- ширина площадки передачи давления.

ts=N/(zR_pγ_c)=2081,61/(350*0,37*1,1)=16 мм.

Высота траверсы:

=450 мм

Примем h_tr=50 см

Проверка прочности сварных швов, прикрепляющих траверсы к оси колонны.

Проверка прочности вертикальных опорных ребер:

Определение толщины траверса:

=14 мм.

Примем:

t_tr=15 мм (14-не проходит), тогда

Прочность стенок ветви колонны на срез определяется:

Диафрагма принимается без расчета толщиной 10 мм и крепится к ветвям колонны сварным швом с катетом k_f=7 мм. Сварка полуавтоматическая в среде СО проволокой СВ-08Г2С

13) Проектирование базы колонны

(База колонны с траверсами, шарнирного типа)

Требуемая площадь опорной плиты:;

где N- расчетная продольная сила, действующая

в стержне колонны; R-расчетное сопротивление

бетона фундамента на смятие:

.Следовательно, фактическая площадь будет равна

Размеры опорной плиты в плане,

определяются из выражений:

Принимаем ; .

Окончательные размеры опорной плиты принимаем в соответствии с сортаментом и получаем :B_pl;=560,L_pl=670мм, у которой площадь A_pl=3752см². Фактические размеры .

Толщину опорной плиты определим из условия ее прочности при изгибе: ; где M- наибольший изгибающий момент действующий в опорной плите (на полосе шириной 1 см) от равномерно распределенного реактивного давления на фундамент .

Изгибающий момент M действует на консольном участке опорной плиты: .

Изгибающий момент M действует на участке опорной плиты, опертом на 3 стороны:

плита рассчитывается как консоль.

Изгибающий момент M действует на участке опорной плиты, опертом на 4 стороны:

Тогда толщина опорной плиты будет равна . С учетом припуска на строжку плита t_pl=35+4=39мм.

Высоту траверсы найдем из условия: . Сварка полуавтоматическая в среде СО проволокой СВ-08Г2С, тогда при d<1,4мм и при величине катета k_f=10мм: .

Н/мм²

Н/мм²

Тогда окончательно высота траверсыh_tr=31 cм

Изгибающие моменты и поперечные силы, действующие в траверсе:

• в опорном сечение:

;

;;

• в пролете: ;

Проверка прочности :

• в опорном сечение : ; ;

; ;

• в пролете: .

Т.к. поверхность плиты строгается, а торец колонны фрезеруется, то сварные швы, прикрепляющие траверсы и стержень колонны к опорной плите назначаются конструктивно:

сварка та же, катет k_f=10мм.

Анкерные фундаментные болты, соединяющие колонну с фундаментом, принимаются 25мм и крепятся непосредственно к опорной плите. Анкерные болты пропускаются в специальные проушины в плите шириной на 10-30 мм больше диаметра болта, на них надеваются шайбы толщиной 20-30 мм с отверстием на 3 мм больше, чем диаметр болтов. После натяжения болтов гайками шайбы прикрепляются монтажной сваркой к опорной плите.