Металлические конструкции, включая сварку

Принимаем Вычисляем геометрические характеристики подобранного сечения: – площадь – момент инерции относительно оси y – y – радиус инерции относительно оси y – y – радиус инерции относительно оси x – x – гибкости – условная гибкость Проверку общей устойчивости колонны выполняем относительно оси y - y, которой соответствует максимальная гибкость:где (табл. Д.1 [1]) – коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения b.Недонапряжение7.2.2. Подбор сечения сквозной колонныСтержень сквозной колонны проектируем из двух ветвей (двутавров), связанных между собой планками (рис. 14). Рис.14. Сечение сквозной колонныПредварительно задаемся гибкостью колонны .Тогда условная гибкость колонны будет:Найдя по табл. Д.1 [1] коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения b, определяем требуемые:– площадь сечения – площадь одной ветви – радиус инерции относительно материальной оси x xПо сортаменту [4] подбираем два двутавра № 55Б2 и выписываем геометрические характеристики сечения:Определяем гибкость стержня относительно оси x x:Вычисляем условную гибкость:Проверяем устойчивость колонны относительно оси x x:где (табл. Д.1 [1]) – коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения b.НедонапряжениеИз условия равноустойчивости колонны в двух плоскостях () находим требуемую гибкость относительно свободной оси y y:где – гибкость отдельной ветви колонны на свободном участке между планками при изгибе ее в плоскости, перпендикулярной оси 1-1.Определяем требуемые: – радиус инерции – ширину сечения колонны где – коэффициент, принимаемый для сечения из двух двутавров;– ширину сечения колонны из условия обеспечения необходимого зазора между полками ветвей Принимаем ширину колонныОпределяем расчетную длину ветви cварной колонны, как расстояние между планками в свету:Принимаемсм.Назначаем ширину планок Расстояние между центрами тяжести планок по длине колонны:Толщину планок принимаем конструктивноВычисляем: – момент инерции планки относительно собственной оси xx– момент инерции сечения относительно свободной оси y y– радиус инерции сечения относительно оси y y– гибкость стержня относительно оси y y– расстояние между осями ветвей колонны – приведенную гибкость стержня относительно оси y y по табл. 8 1 при отношении погонных жесткостей ветви и планки – условную приведенную гибкость стержня относительно оси y yПроизводим проверку устойчивости колонны относительно свободной оси y y:где (табл. Д.1 [1]) – коэффициент устойчивости при центральном сжатии для типа сечения b.Недонапряжение.7.2.3. Выбор типа сечения колонныОпределяем расход металла на 1 пог. м: – колонны сплошного сечения – колонны сквозного сечения Сравнивая полученные величины, принимаем для дальнейшего расчета сквозную колонну.7.3 Расчет соединительных планокРасчет планок выполняем на условную поперечную силу, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле:Условная поперечная сила, приходящаяся на планку одной грани:Расчет соединительных планок и их прикрепления выполняем как расчет элементов безраскосных ферм на силу, срезывающую планку,и момент, изгибающий планку в ее плоскости,Проверяем напряжение в планке от изгиба:где – момент сопротивления поперечного сечения планки. Катет шва, прикрепляющего планку к ветвям колонны, определяем по наибольшему значению, найденному по формулам:где (табл. 39 [1]) – коэффициенты, принимаемые для механизированной сварки в нижнем положении; – расчетная длина углового шва при наличии только вертикальных швов.Принимаем катет шва , что больше минимального значения (табл. 38 [1]).7.4 Расчет оголовка колонныОголовок колонны состоит из опорной плиты, на которую опираются главные балки, и ребра, поддерживающего плиту и передающего нагрузку на стержень колонны. Размеры опорной плиты в плане принимаем конструктивно.Толщину плиты назначаем Требуемая толщина ребра оголовка из условия сопротивления на смятие:где (п. 6.8); – длина сминаемой поверхности,здесь – ширина опорного ребра главной балки. Принимаем толщину ребраOпределяем требуемую длину сварных швов, прикрепляющих ребро оголовка к ветвям колонны: при расчете по металлу швапри расчете по металлу границы сплавлениягде (табл. 39 [1]) – коэффициенты, принимаемые для механизированной сварки в нижнем положении; – назначенный катет шва.Вычисляем наибольшую длину флангового шва:Назначаем высоту ребра оголовка Производим проверку ребра оголовка на срез:Приварку опорной плиты к ребру оголовка выполняем конструктивными швамиПриварку опорной плиты к ветвям колонны выполняем конструктивными швами7.5 Расчет базы колонныПри шарнирном сопряжении колонны с фундаментом анкерные болты, принимаемые диаметром 24 мм, ставятся лишь для фиксации проектного положения колонны и закрепления ее в процессе монтажа. Определяем требуемую площадь опорной плиты из условия смятия бетона под плитой:где – расчетное сопротивление бетона при местном сжатии, принимаемое предварительноздесь (табл. 6.8 [СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения]) – расчетное сопротивление осевому сжатию бетона класса В10; (п. 6.1.12 [СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения]) – коэффициент условий работы бетона.Назначаем из конструктивных соображений ширину плиты:где – толщина траверсы; – свес плиты.Определяем требуемую длину плиты:– по расчету – из конструктивных соображенийгде – свес плиты.Принимаем длину плиты Назначаем размеры фундамента в плане Опорная плита работает на изгиб от равномерно распределенной нагрузки (реактивного давления фундамента), равнойгде – площадь опорной плиты.Проверяем условие прочности фундамента:где здесь – площадь верхнего обреза фундамента.Изгибающие моменты, действующие на полосе шириной d 1 см, на разных участках плиты определяем по формулам:а) при опирании на три стороны (участок 1): так как отношениегде – длина свободной стороны,то плита рассчитывается как консольб) при опирании на четыре стороны (участок 2) в направлении короткой и длинной сторон соответственно:где (табл. Е.2 [1]) – коэффициенты, принимаемые при отношении длинной стороны участка к короткой здесь в) на консольном участке (участок 3):По наибольшему из найденных для различных участков плиты изгибающих моментов () определяем требуемую толщину опорной плиты:Принимаем толщину опорной плиты Определяем требуемую длину сварных швов, через которые передается усилие стержня колонны на траверсу: при расчете по металлу швапри расчете по металлу границы сплавлениягде n 4 – число учитываемых швов; (табл. 39 [1]) – коэффициенты, принимаемые для механизированной сварки в нижнем положении; – назначенный катет шва.Вычисляем наибольшую длину флангового шва:Назначаем высоту траверсы Определяем требуемый катет шва, прикрепляющего ветви траверсы к опорной плите:где – расчетная длина шва, равная суммарной длине всех его участков за вычетом по 1 см на каждом непрерывном участке шва; (табл. 39 [1]) – коэффициенты, принимаемые для механизированной сварки в нижнем положении.Принимаем катет шва Приварку торца колонны к плите выполняем конструктивными швами , так как эти швы в расчете не учитывались.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II23-81*. – М.: ОАО ЦПП, 2011. – 172 с.2. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. – М.: ОАО ЦПП, 2011. – 81 с.3. Проектирование балочной площадки: учеб. пособие / А. С. Вареник, А. В. Кириллов, Д. В. Латышев; под ред. А. В. Кириллова; НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2013. – 37 с.4. ГОСТ 26020-83. Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1998.