Выбор расчётной схемы и типа сечения колонны
Выбор расчётной схемы заключается в установлении геометрической и расчётных длин, способов закрепления концов колонны и определения нагрузки, действующей на оголовок колонны.
Расчётная длина колонны определяется по формуле:
, (77)
где μ – коэффициент, учитывающий способ закрепления концов колонны; база колонны крепится к фундаменту при помощи анкерных болтов, главные балки также соединяются с оголовком колонны болтами, следовательно, закрепление обоих концов является шарнирным, принимаем μ = 1 ([3], таблица 71, а «Коэффициенты μ для определения расчётных длин колонн и стоек постоянного сечения);
l – геометрическая длина колонны, определяемая в соответствии с формулой:
, (78)
hn – отметка верха настила, принимаемая в соответствии с заданием на проектирование, hn = 9,9 м;
h1 – заглубление базы колонны ниже отметки чистого пола, h1 = 0,15 м;
hp – строительная высота перекрытия, определяемая в соответствии с формулой:
, (79)
где h – высота главной балки, h = 140 см;
а1 – высота выступающей части опорного ребра, а1 = 2,0 см;
t – толщина настила, t = 1см.
Подставляем значения в соответствующие формулы:
cм.
м.
м.
Подбор сечения колонны
Стержень рассчитываемой колонны состоит из двух прокатных двутавров, соединённых между собой стальными планками. Равноустойчивость колонны в обеих плоскостях (х-х и у-у) обеспечивается удалением ветвей на расстояние, достаточное для того, чтобы приведенная гибкость λef по свободной оси не превышала значение гибкости колонны по материальной оси (λef ≤ λх).
Расчёт сечения колонны ведётся относительно материальной оси, расстояние между ветвями колонны определяется относительно свободной оси.
Требуемая площадь поперечного сечения одной ветви центрально-сжатой колонны определяется в соответствии с формулой:
, (79)
где N – продольная сила, действующая на колонну, N = 2 · Q = 2991,72кН;
φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости колонны; гибкость сквозных колонн с расчётной нагрузкой свыше 25000 кН следует принимать в пределах λ = 40..60; принимаем значение гибкости λ = 60, при котором φ = 0,76 [8, таблица 4.5]
Ry – расчётное сопротивление материала колонны, для стали С345 Ry = 335 МПа;
γс – коэффициент условий работы, γс = 1.
м2.
Требуемый радиус инерции стержня колонны относительно материальной осиопределяется по формуле:
(80)
где lef – расчётная длина колонны, lef = 862 cм;
λ – принятая гибкость, λ = 60.
см.
В соответствии с полученными значениями требуемой площади поперечного сечения ветви Атр и требуемого радиуса инерции ixтр по сортаменту подбираем подходящий профиль проката.
Принимаем двутавр № 36 ГОСТ 8239-72* со следующими характеристиками:
А = 61,9 см2, ix = 14,7 см.
Проверка устойчивости принятого стержня выполняется в соответствии с неравенством:
, (81)
где N – продольная сила, действующая на колонну, N = 2991,72 кН;
А – площадь поперечного сечения двутавра № 36, А = 61,9 см;
γс – коэффициент условий работы, γс = 1.
φх – коэффициент продольного изгиба, определяемый по действительной гибкости λх.
Определяем значение действительной гибкости λх:
,
где lef – расчётная длина колонны, lef =862 см;
ix – момент инерции двутавра №36, ix = 14,7 см.
.
По [8, таблице 4.5] определяем: 0,7593.
Подставляем полученное значение в формулу (81):
МПа.
318,3 МПа < 335 МПа.
Условие выполняется, устойчивость принятого стержня колонны обеспечена.
Расчёт колонны относительно свободной оси
Определяем расстояние между ветвями колонны из условия обеспечения равноустойчивости колонны в двух плоскостях (λef = λx=58,64). Гибкость ветви для колонны с соединительными планками рекомендуется принимать в пределах λy1 = = 30...35. Принимаем λy1 = 30.
Определяем требуемое значение гибкости относительно свободной оси:
, (82)
.
Определяем радиус инерции, соответствующий требуемой гибкости в соответствии с формулой (80):
см.
Определяем требуемое расстояние между ветвями колонны:
, (83)
где α2 – коэффициент, зависящий от типа сечения ветвей; для сечения колонны из двух двутавров α2 = 0,60.
см.
Определяем наименьшее возможное расстояние между ветвями:
, (84)
где bf – ширина полки профиля, принятого для ветвей колонны; для двутавра № 36:
bf = 155 мм;
100 мм – минимальный необходимый зазор в свету между полками ветвей.
мм.
Окончательно принимаем расстояние между ветвями колонны b0 = 39 см.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|