Расчёт рабочей балочной площадки

 
 
 

 

4. РАСЧЕТ  КОЛОННЫ 

4.1. Расчет стержня  колонны 

Задаемся  гибкостью  и находим соответствующее значение (прил. 7).

Подбираем сечение стержня, рассчитывая его  относительно материальной оси х, определяя  требуемые: площадь сечения  и радиус инерции

где  N – расчетная нагрузка

        l – расчетная длина стержня

   По  сортаменту ГОСТ 8240-72^* принимаем два швеллера № 40 со значениями

 А и  i близкие к требуемым

    Рассчитываем гибкость относительно оси х:

   Проверяем  устойчивость относительно оси  х:

   Недонапряжение  допустимо.

   Принимаем  сечение из 2 швеллеров № 40. 

Расчет колонны относительно свободной оси у-у 

Определяем расстояние между ветвями колоны из условия равноустойчивости в двух плоскостях и принимаем ,

Требуемая гибкость относительно свободной оси определяем по формуле:

, где  - гибкость ветви

;

см

Требуемое расстояние между ветвями определяем по формуле:

см

 принимаем   
 

 

4.2. Проверка сечения относительно свободной оси 

  Имеем  из сортамента 

Примем  b = 40 см.

   Расчетная  длина ветви  Принимаем расстояние между планками 97 см и сечение планок 8х250 мм, тогда момент инерции планок

   Радиус  инерции сечения стержня относительно  свободной оси

   Гибкость  стержня относительно свободной  оси:

 

   Для  вычисления приведенной гибкости  относительно свободной оси надо проверить отношение погонных жесткостей планки и ветви

   Здесь

 

4.3. Расчет планок  

   Расчетная поперечная сила в колонне принимается по данным, приведенным в табл. 8.2:

   Поперечная сила, приходящиеся на планку одной грани,

   Изгибающий  момент и поперечная сила в  месте прикрепления планки:

   Принимаем  приварку планок к полкам швеллеров  угловыми швами с катетом шва   

   Момент  сопротивления шва:

   Напряжения  в шве от момента и поперечной  силы:

 

где  

Проверяем прочность шва по равнодействующим напряжениям:

   

Условие выполнено! Следовательно 

 

4.4. Расчет базовой  колонны 

   Бетон  фундамента класса В 15,

   Нагрузка  на балку N = 2272 кН.

   Требуемая  площадь плиты базы:

   По  ориентировочному значению коэффициента  , принимаем плиту размером А_пл = 640х450 мм = 2880 см².  

   Далее  рассчитываем напряжения под  плитой базы

   Конструируем  базу колонны с траверсами, толщиной  привариваем их к полкам колонны и к плите угловыми швами. Вычисляем изгибающие моменты на разных участках для определения толщины плиты.

   Участок 1, опертый  на 4 канта.

   Отношение  сторон  ( табл. 8.6 ):

   участок 2, опертый  на 3 канта

 отношение  сторон  ( табл. 8.7 ):

   участок 3, консольный

   Определяем  толщину плиты по максимальному моменту  ( ):

   Принимаем  плиту толщиной 

   Таким  образом, с запасом прочности  усилие в колонне полностью  передается на траверсы, не учитывая  прикрепление торца колонны к плите.

   Толщину  траверс принимаем  , высоту траверс вычисляем по формуле

 

   Принимаем  высоту траверс 

   Прикрепления  рассчитываем по металлу шва,  принимая катет угловых швов ;

где  l_ш – допустимая длина шва ( ).

   Проверяем  прочность швов 

 

где   

   Проверяем  допустимую длину шва

   Швы  удовлетворяют требованиям прочности.

   Расчет  опорного ребра оголовка

 Примем  толщину плиты оголовка 25 мм.

   Высоту  ребра оголовка определяем по  формуле

   Толщину  ребра оголовка определяем из условия сопротивления на смятие под полным опорным давлением

где    длина снимаемой поверхности, равная ширине опорного ребра балки плюс две толщины плиты оголовка колонны ( ).

   Назначив толщину ребра, проверяем его на срез по формуле

 

 

Библиографический список 

1. Металлические  конструкции. Общий курс: Учеб. для  вузов / Е.И. Беленя, В.А. Балдин, Г.С. Ведеников и др.: Под общ.  ред.: Е.И. Беленя. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1986.

2. Металлические  конструкции: Учеб. для вузов / Под ред. Г.С. Веденикова . –  М.: Высшая школа, 1999.

3. СНиП II – 23 – 81^*. Стальные конструкции / Госстрой СССР – М: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.