Окончательно назначаем двутавр 35Ш1

Расчёт оголовка колонны

 

Конструктивное решение опорного узла фермы дано на Рис.16. Здесь нет явно выраженного опорного ребра. Его роль играет фасонка и уголки стойки фермы.

На этом же рисунке дано конструктивное решение оголовка. Строганную плиту толщиной tpl = 20 мм привариваем к фрезерованному торцу стержня колонны угловыми швами катетом kf = 7 мм (см. табл. 38* СНиП II-23-81*). Размеры плиты в плане 280х380 мм, т.е края плиты выступают за габарит сечения колонны на 20 мм с каждой стороны по высоте сечения и на 15 мм по ширине.

Ширину опорных рёбер принимаем не менее

 

br ≥ bh/2 + tpl -tw /2 = 160/2 + 20 - 9,5/2 = 95,25 мм. Назначаем br = 100 мм,где

 

bh = 75+75+10 = 160 мм - габарит сечения оорного узла по ширине фермы. Здесь 75 мм - ширина полки уголка, 10 мм - толщина фасонки.

 

Рёбра и плиту проектируем из стали С235 (учитывая относительно небольшую нагрузку на ферму), для которой Rp = Ru = 35 кН/см2 (см. табл. 51а СНиП II-23-81*). Здесь Rp = Ru -расчётное сопротивление смятию, равное расчётному сопротивлению попределу прочности.

Расчётная длина сминаемой поврхности рёбер равна:

 

lef = bh + tpl = 160 + 20 = 180 мм = 18 см.

Рис.16. Проектирование оголовка колонны

 

Толщину рёбер оголовка определяем по формуле

 

tr = N/(lef ∙∙Rp ∙γc) = 266/(18∙35∙1) = 0,42 см = 4,2 мм.

Принимая во внимание, что основная нагрузка через 2 плиты действует на стенку колонны, и роль ребра в опорном узле играет фасонка, необходимость в рёбрах отпадает.

 

Расчёт базы колонны

 

Базой называют опорную часть колонны, передающую усилия со стержня колонны на фундамент.

Конструктивное решение базы зависит от типа и высоты сечения колонны, условия закрепления её в фундаменте и принятого метода монтажа колонн.

 

При жёстком закреплении на фундаменте базу выполняем так, как показано на Рис.17 и Рис.18.

 

Назначаем материал фундамента - бетон класса В15, для которого расчётное сопротивление осевову сжатию Rb = 0,85 кН/см2 (см. табл.8). Материал базы - сталь С235.

 

Таблица 8.

Класс бетона по прочности на сжатие В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25
Расчётное сопротивление бетона сжатию Rb = кН/см2   0,45   0,6   0,75   0,85   1,15   1,45

 

 

Расчётне сопротивление бетона смятию - Rb loc = α∙φb∙Rb = 1∙1,2∙0,85 = 1,02 кН/см2: где

α =1 для бетона класса не выше В25;

φb = ≤ 2,5 (Af -площадь верхнего обреза фундамнта; Apl - площадь плиы базы). При предварительном определении площади плиты можно принять φb = 1,2.

 

Принимаем ширину опорной плиты Bpl = Bf + (100...150) = 250 + 100 = 350 мм = 35 см.

 

Здесь Bf = 250 мм - ширина полки двутавра 35Ш1.

 

Требуемая длина плиты определяется по формуле (14.32) [Ю.И. Кудишин "Мталлические конструкции"]

Lpl = + = + = 55,1 см. Принимаем Lpl = 56 см.

Здесь:

N0 = N + G = 266 + 7,37 = 273,4 кН - вертикальная нагрузка на подошву колонны;

 

здсь G = ml∙H∙ = 75,1∙10∙9,81 = 7370 Н = 7,37 кН - вес собственно колонны.

N = 266 кН - давлние фермы на колонну (реакция опоры фермы);



М = 110,5 кН∙м = 11050 кН∙см - максимальный изгибающий момент в заделке колонны (на базе колонны);

Ψ = 0,75 - коэффициент, учитывающий неравномерное распределние напряжений в бетоне.

Определяем фактические напряжения в бетоне фундамента по краям плиты ( в районе полок колонны):

 

max = + = + = 0,14 + 0.61 = 0,75 Кн/см2;

 

min = - = - = 0,14 - 0.61 = -0,47 Кн/см2.

 

Траверсы разделяют всю площадь опорной плиты на различные участки:

1 - консольные; 2- опёрые по 3-м сторонам; 3 - опёртые по 4-м сторонам.

 

Участок №1

 

Изгибающий момент в консольном участке 1 плиты можно определить,выделив полоску шириной 1 см:

М1 = max∙с2/2 = 0,75∙42/2 = 6,0 кН∙см

Участок №2

 

Наибольший изгибающий момент участка плиты, опёртого по 3-м сторонам (на три канта) будет посередине свободной стороны b. Этот момент определяем по формуле:

 

M2 = β∙σ∙b2 = 0,04∙0,75∙252 = 18,8 кН∙см

 

где b = bf - длина свободного края плиты;

a1 = Lpl - h = (560 - 338)/2 = 111 мм = 11,1 см (см.рис.17);

Рис.17

 

β - коэффициент, заисящий от соотношения a1/b; при a1/b = 11,1/25 = 0,44

 

α 0,040 (см. табл.9).

 

Коэффициенты для расчёта на изгиб прямоугольных пластинок, опёртых на три

канта

Таблица 9.

a1/b 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 2,0 ˃ 2
β∙103

 

 

Участок №3

 

Расчётнй момент участка плиты, опёртого по 4-м сторонам (на четыре канта) определяется по формуле:

 

М3 = α∙σ∙ = 0,125∙0,40∙122 = 7,2 кН∙см

 

где:

b1 = 12 см - длина короткой стороны участка;

α - коэффициент, зависящий от соотношения a2/b1 =31,3/12 = 2,6

a2 = h - 2tf = 338 -2∙12.5 = 313 мм = 31,3 см;

при a2/b1 =2,6 α = 0,125 (см.табл.10)

σ = 0,40 Кн/см2 - наибольшие напряжения смятия в пластинке.

Коэффициенты для расчёта на изгиб прямоугольных пластинок, опёртых на четыре

канта

Таблица 10.

a2/b1 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 ˃ 2
α∙103

 

По наибольшему из моментов определяем требуемую толщину плиты

 

tpl = = 2,2 см, назначаем конструктивноtpl = 25 мм

 

Высота траверсы hw определяется длиной угловых сварных швов, через которые усилие со стержня колонны передаётся на траверсы. Траверсы привариваемк колонне электродами Э42. Назначаем толщину траверсы ttr = 10 мм.

Усилие воспринимаемое одним угловым швом:

 

Для 2-х швов с левой стороны (см. рис.17) колонны:

 

Nлев = -N0 /n + М/(0,5h n1) = -274,3/4 + 11050/(0,5·33,8·2) = -68,6 +327 =258,4 Н;

 

N0 = N + G = 266 + 7,37 = 273,4 кН - вертикальная нагрузка на подошву колонны;

n=4 – общее число вертикальных угловых сварных швов;

n1=2 – число сварных швов по одну сторону симметрии;

М=Mmax=110,5 кН×м – максимальный изгибающий момент в колонне;

H = 338 мм = 33,8 см;

Знак «-« показывает, что усилие Nлев – усилие сж атия.

 

Для 2-х швов с правой стороны (см. рис.17) колонны:

 

Nправ = -N0 /n - М/(0,5h n1) = -274,3/4 - 11050/(0,5·33,8·2) = -68,6 -327 =396 Н;

 

Требуемая длина одного наиболее нагруженного (правого) сварного шва определяется по формуле:

 

w = = = 42,3 см; где:

 

βf = 0,7 – при ручной сварке (табл.34* СНиП II -23-85);

Rwf = 18 кН/см2 – для сварки электродами Э42 (табл.56 СНиП II -23-85);

k = kmin = 7 мм = 0,7 см (табл.38, СНиП II -23-85).

Конструктивная длина шва, равная высоте траверсы:

htr = w +2 см =42,3 +2 =44,3 см

Назначаем htr = 450 мм.

 

Рс.18

 









Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь