3.4 Расчет и конструирование оголовка колонны.

Конструкция оголовка центрально-сжатой колонны должна обеспечивать передачу сжимающего усилия строго по центру тяжести металла.

Рис. 3.2. Оголовок центрально сжатой колонны.

Усилия от главных балок передается на колонну через опорную плиту. Толщину плиты принимаю конструктивно . Для исключения работы на изгиб нагрузку от опорных ребер балок переедают через плиту непосредственно на элементы стрежня колонны – стенки сплошных колонн.

Найдём требуемую площадь вертикального ребра по формуле:

Принимаем ширину вертикального ребра b_p = 145 мм и находим требуемую толщину ребра по формуле:

Принимаем толщину вертикального ребра t_p = 34 мм

Найдём высоту вертикального ребра h_p исходя из условия, что сварка производится электродами Э 42 с R_wf = 180 МПа и K_f = 1 см:

Принимаем высоту вертикального ребра h_p = 16 см.

3.5. Расчёт и конструирование базы колонны.

Конструкция колонны должна обеспечивать равномерную передачу нагрузки от колонны на фундамент и принятое в расчётной схеме закрепление нижнего конца колонны. База состоит из опорной плиты, траверс (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4. База центрально-сжатой колонны

Требуемая площадь плиты:

, где

N_б — нагрузка на базу колонны с учётом собственного веса колонны;

R_ф — расчётное сопротивление материала фундамента смятию.

, где

Rв = 5,5 МПа— расчётное сопротивление бетона класса В 7,5 осевому сжатию;

А_ф — площадь верхнего обреза фундамента;

А_пл — площадь опорной плиты.

Принимаем:

Конструктивно ширина плиты:

, где

b_тр — расстояние между ветвями траверс. b_тр = b_f = 29,6 см

t_тр — толщина траверсы. t_тр = 10 мм;

с — свес консольной части опорной плиты с = 50 мм.

Длина плиты

Принимаем плиту 420×770 мм

Опорная плита работает на изгиб от реактивного давления фундамента

Изгибающие моменты на различных участках плиты:

участок 1 с опиранием на три канта:

, где

—коэффициент, определяемый по таблице в зависимости от соотношения

;

q — давление на 1 см² плиты

;

а — короткая сторона участка плиты.

участок 2 — консольный:

По наибольшему из найденных моментов для различных участков плиты определяем требуемую толщину плиты:

, где

—расчётное сопротивление по пределу текучести материала плиты.

Принимаем толщину плиты

Высоту траверсы находим из условия среза сварного шва, прикрепляющего траверсу к стержню колонны. При 4 вертикальных швах электродами Э 42 катетом 0,7 см её высота составит:

, где

Принимаем высоту траверсы .

Катет швов, прикрепляющую траверсу к опорной плите, определяем из расчёта передачи вертикального усилия:

, где

—суммарная длина сварных швов, прикрепляющих траверсу к плите:

Принимаем катет шва k_f =8 мм.

Определяем изгибающий момент в траверсе на консольном участке:

на среднем участке:

где

—опорное давление на 1 см траверсы.

Напряжение в листе траверса в месте приварки колонны должно удовлетворять условию:

, где

—момент сопротивления сечения траверсы

Траверса проходит по проверке.

Установка дополнительных ребер не требуется.

Список используемой литературы:

1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования: — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.

2. Лихтарников Л.М., Ладыженский Д.В., Клыков В.М. Расчёт стальных конструкций. -2-е изд. –К.: Будивэльнык, 1984.

3. Беленя Е.Л. Металлические конструкции. 6-е изд. –М.: Стройиздат, 1985,

4. СНиП 2.06.08-87. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. Дата введения 1988

5. ГОСТ 26020-83 Двутавры стальные горячекатанные с параллельными гранями полок. Сортамент.1986