2. Подбор сечения стержня колонны

Подбор сечения сплошной колонны заключается в определении габаритных размеров ее поперечного сечения (размеры b_f и h, см. рис. 9), его требуемой площади, назначении толщин стенки t_w и полок t_f при заданной гибкости стержня и с учетом требований обеспечения местной устойчивости элементов.

Рис. 9. Поперечное сечение стержня сплошной колонны

Сечение колонн рабочей площадки принимаем двутавровым с ориентировочными (или предварительными) габаритными размерами, обеспечивающими заданную гибкость =60.

Предварительные габаритные размеры:

; Принято bf=60 см.

Принято 68 см.

Толщина стенки:

При

Окончательная толщина стенки t_w принята по ГОСТ 19903-74*

t_w=14мм.

Ориентировочная площадь сечения одного пояса:

;

Требуемая толщина пояса:

.

по ГОСТ 19903-74* принято:

Требуемая ширина пояса:

.

Назначаем окончательную ширину пояса

Принято 60 см.

Пояса со стенкой в колонне свариваются двухсторонними угловыми швами с минимальным катетом шва ч (k_f = 7 мм)

3. Проверки жесткости, общей и местной устойчивости колонны и ее элементов

Необходимые для расчетов геометрические характеристики сечения:

- площадь сечения,см²;

Ix-момент инерции относительно оси х, см⁴

;

Iy- момент инерции относительно оси у, см⁴

;

ix, iy- радиусы инерции сечения относительно осей х и у, см, соответственно равны ;.

Действительные гибкости стержня колонны относительно осей равны и.

По большей гибкости стержня = определяем коэффициент продольного изгиба = 0. 805 и проверяем его общую устойчивость

;

4. Конструирование и расчет оголовка

Рис. 10. Оголовок сплошной колонны

Конструирование оголовка колонны заключается в назначении размеров опорной плиты, ребер и отверстий под болты крепления балок (рис. 10).

Лист плиты оголовка принимается конструктивно толщиной = 25 мм, а его размеры в плане на 10 мм превышают габаритные размеры сечения стержня. Горизонтальные ребра также назначаются конструктивно: толщиной 10 мм и шириной не менее=. Принимаю 64 мм.

Ширина одного ребра оголовка ():

Толщина ребра ():

Принято по ГОСТ .

Длина ребер:

,

- катет сварного шва.

h_h0=84 см.

3.5. Конструирование и расчет базы колонны.

Рис. 11. База сплошной центрально сжатой колонны

В курсовом проекте принята база колонны в виде опорной плиты.

Площадь плиты в плане, A_pl определяются усилием в колонне и классом бетона фундамента : ,

где - расчетное сопротивление сжатию материала фундамента, кН/см², ;

- коэффициент, учитывающий соотношение площади верха фундамента A_f и площади плиты (задается в пределах 1,2…1,5 и определяют необходимую площадь верха фундамента);- расчетное сопротивление бетона сжатию.

Ширина плиты, (см) принимается несколько больше ширины сечения стержня колонны= 60+2·(1+10) = 82 см,

где t_tr – толщина траверсы, принимаю 10 мм; d - ширина свеса плиты за траверсу, принимаю 100 мм. Принятая ширина плиты должна быть кратна 20 или 50 мм.

Требуемая из условия прочности бетона фундамента длина плиты должна быть не менее .

Окончательный размер длины плиты

Напряжение в фундаменте:

,

прочность фундамента обеспечена

;

Максимальный изгибающий момент (участок 1):

Максимальный изгибающий момент (участок 2):

При отношении сторон :

, где

а₁ – длина свободной стороны пластинки.

Максимальный изгибающий момент (участок 3): ;

При отношении сторон :

b - меньшая сторона пластинки.

Требуемая толщина плиты:

,

где - наибольший из трех изгибающих моментов, определенных выше для участков плиты, кНсм/см;- расчетное сопротивление материала плиты, кН/см²

Окончательная толщина листа принята по ГОСТ

Требуемая высота траверс определяется длиной, необходимой по прочности восьми сварных швов, которыми траверсы крепятся к поясам стержня:

Окончательный размер высоты траверсы принимается ;

50 0,7·68=47.6.

Анкерные болты (не менее двух) назначаются конструктивно диаметром 20 мм.