Расчет и конструирование базы колонны
Собственный вес колонны:
Расчетная нагрузка на базу колонны:
Требуемая площадь плиты базы колонны
где y - коэффициент, зависящий от характера распределения местной нагрузки по площади смятия, при равномерно распределенной нагрузке y = 1; Rb,loc – расчетное сопротивление бетона смятию:
где Rb – расчетное сопротивление тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов для предельных состояний первой группы на осевое сжатие, для бетона класса В12,5 Rb = 0,75 кН/см2; a - коэффициент для расчета на изгиб, зависящий от характера опирания плит, для бетонов класса ниже В25 a =1;
При центрально-сжатой колонне и значительной жесткости плиты напряжения под плитой в бетоне можно считать равномерно распределенными, поэтому y = 1, тогда
Считая в первом приближении плиту базы квадратной, будем иметь стороны плиты равными
принимаем размеры плиты
Напряжение под плитой
Плита работает на изгиб, как пластинка, опертая на соответствующее число кантов (сторон). Нагрузкой является отпор фундамента. В плите имеются три участка (рис.4.13). На участке 1 плита работает по схеме "пластинка, опертая на четыре канта". Соотношение сторон
то есть плиту можно рассматривать как однопролетную балочную, свободно лежащую на двух опорах /1/. Изгибающий момент:
Требуемая толщина плиты подбирается по максимальному изгибающему моменту, принимая материал плиты – сталь С275, для которой расчетное сопротивление Ry = 26 кН/см2, тогда
принимаем толщину базы 24 мм. На участке 2 плита работает тоже, как пластинка, опертая на три канта.
Соотношение сторон
следовательно, плиту можно рассматривать как консоль длиной с. Изгибающий момент:
На участке 3 плита оперта на три канта.
следовательно, плиту можно рассматривать как консоль длиной е. Изгибающий момент:
Расчет траверсы. Считаем в запас прочности, что усилие на плиту передается только через швы, прикрепляющие ствол колонны к траверсам и не учитываем швы, соединяющие ствол колонны непосредственно с плитой базы. Траверса работает на изгиб, как балка с двумя консолями. Высота траверсы определяется из условия прочности сварного соединения траверсы с колонной. Рассчитаем угловые швы на условный срез. Задаемся катетом шва kf = 13 мм. Сварные швы будем выполнять полуавтоматической сваркой электродами Э42, выполненными из проволоки сплошного сечения Св-08А со значением
Значения коэффициентов
Высота траверсы h т = lw +1 = 44,09+1 = 45,09 см, принимаем h т = 45 см. 4.5. Пример расчета центрально сжатой сквозной колонн В данном примере нагрузка и длина колонны имеют другие значения, чем в п.4.4. Определение размеров сечения колонны Колонна состоит из двух ветвей (два прокатных двутавра), соединенных планками. Материал колонн – сталь С255. Для нее по табл. 51 СНиПа II-23-81* определим, что расчетное сопротивление растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести Ry = 24 кН/см2.
В расчетной схеме имеем шарнирное крепление главных балок с колонной, и по заданию шарнирное крепление колонны к железобетонному фундаменту.
Рис.4.15. Расчетная схема колонны Нагрузка на колонну: где:
где: H = 8000мм – заданная отметка верха настила, tн = 8мм – толщина настила в принятом варианте, hб.н. = 300мм – принятая по сортаменту высота балки настила, hгл = 1200мм – высота главной балки, hф = 500мм – заглубление колонны ниже нулевой отметки. Тогда:
где Задаемся гибкостью колонны относительно материальной оси х в зависимости от получившейся нагрузки на колонну: При N<2500 кН, λх = 60…90. При N≥2500 кН, λх = 40…60. Принимаем гибкость λх = 60. Рис. 4.16. Поперечное сечение сквозной колонны Условная гибкость Для принятого сечения (из двух двутавров) определяем тип кривой устойчивости в соответствии с типом сечения – тип «b» /1/. По таблице коэффициентов устойчивости при центральном сжатии условной гибкости Определяем требуемую площадь поперечного сечения:
Принимаем сечение колонны из двух двутавров №33 с общей площададью 2·53,8 = 107,6 [см2], ix = 13,5 см. Определение требуемого расстояния между ветвями колонны
Это расстояние важно для обеспечения устойчивости колонны относительно свободной оси y: чем больше расстояние, тем более устойчива колонна. Требуемая гибкость относительно свободной оси при гибкости ветви λв = 30 равна: где: λх = 60 (задались) λв = 30 – гибкость одной ветви колонны (задались) Необходимый радиус инерции принятого сечения колонны относительно оси y: где:
С помощью эмпирического коэффициента находим требуемое расстояние: Принимаем b = 31 см
Расстояние в свету между полками двутавров где: bf – ширина полки ветви колонны (по сортаменту) a ≥ 100мм – расстояние между ветвями, которое назначается из условия возможности окраски внутренней поверхности ветви.
Проверка устойчивости колонны подобранного сечения. В плоскости чертежа (относительно оси х): Проверка по нормальным напряжениям: где:
Проверка устойчивости колонны относительно оси y:
Для определения где:
a’ = a/2= 15,5 см – расстояние от оси у до оси у1, проходящей через центр тяжести двутавра, параллельно оси у
Расчет соединительных планок: Задаемся высотой планки d = 16 см; толщиной планки td = 0,8 см.
Момент инерции сечения планки относительно собственной оси (х): Расстояние в свету между планками: где: Приведенную гибкость определяем в зависимости от величины где:
Условно приведенная гибкость: Тогда ϕ= Проверка по нормальным напряжениям:
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|