Расчёт и конструирование центрально-сжатой колонны

Колонны, поддерживающие главные балки - одноярусные. Учитывая это, принимаем опирание главных балок на колонну сверху, что обеспечивает четкую передачу опорных реакций балок на стержень колонны, шарнирность сопряжения, простоту и удобство монтажа. Сопряжение колонны с фундаментом принимаем также шарнирным, чтобы не усложнять конструкцию базы.

Расчет длины колонны

При этажном сопряжении балок настила с главными

Колонна работает на сжатие под действием давления балок, опирающихся на ее оголовок.

 

Определяем тип профиля ветви колонны

Задаваясь ориентировочно коэффициентом продольного изгиба устанавливаем из какого профиля следует проектировать ветви колонны. Проверим возможность выполнения ветвей из швеллера. Для этого принимаем [40 ГОСТ 8240-93 с площадью сечения из стали С245].

Условие выполняется. Таким образом ветви колонны проектируем из швеллера.

 

Расчет относительно материальной оси x-x

Подбор сечения стержня колонны состоит в определении размеров стенки и поясов составного двутавра.

Расчетом устанавливаем номер профиля ветвей. Задаёмся значением , определяем требуемую площадь сечения одной ветви

;

Принимаем Швеллер №27 [27/ГОСТ 8240-89 , , , , , , , ]

Проверяем устойчивость колонны:

- фактическая гибкость колонн

- условную гибкость колонны

 

 

коэффициент продольного изгиба

Условие устойчивости

 

Проверяем соблюдения условия

Все условия выполняются, сечение ветвей подобрано правильно.

 

Расчет относительно свободной оси y-y

Расчетом устанавливаем ширину колонны из условии устойчивости.

Требуемая гибкость колонны относительно оси у-у

Требуемый радиус инерции:

Требуемая ширина колонны:

Округляя до целого числа

Зазор в свету между ветвями:

 

 

3.4.Назначаем размер планки

- высота сечения планки

По ГОСТ 82-70* принимаем ;

- толщина планки

Сечение планки принимаем

Уточняем гибкость ветви.

- расчетную длину ветви

- гибкость ветви

Уточняем гибкость стержня по фактическим геометрическим характеристикам:

где

Вычисляем приведенную гибкость

где

Проверка устойчивости

Устойчивость колонны относительно обеих осей обеспечена.

Расчет оголовка колонны

Назначаем толщину опорной плиты . Определяем минимальные значение катета швов Ш5, прикрепляющих опорную плиту к стержню колонны, .

 

Расчет вертикального ребра.

Требуемая толщина ребра из условия смятия его торца при

;

по ГОСТ 82-70* принимаем

Высота вертикального ребра:

Определяем по требуемой длине четырех швов, прикрепляющих ребро к стенкам ветвей колонны (). Принимаем

Принимаем полуавтоматическую сварку:

, , , , ,

Расчетная плоскость среза швов:

Расчетным является срез по металлу шва.

Требуемая высота вертикального ребра:

по ГОСТ 82-70* принимаем

Размеры сечения горизонтального ребра оголовка принимаем конструктивно:

по ГОСТ 103-76* принимаем

Принимаем

 

Расчет базы колонны

Конструкцию базы принимаем: база с траверсами. Материал фундамента – бетон класса прочности В20 с

 

Размеры опорной плиты в плане

Задаваясь , находим и требуемую площадь опорной плиты:

.

Назначаем ширину плиты

.

по ГОСТ 82-70* принимаем

Длина плиты:

.

принимаем

Окончательно размеры плиты в плане , площадью .

 

Толщина опорной плиты

Фактическое напряжение в бетоне фундамента под опорной плитой:

.

Элементами траверсы и ветвей плиты разбивается на 3 участка.

Определяем толщину плиты на этих участках:

Участок 1.опирание по 4 сторонам

Изгибающий момент:

.

Участок 2.опирание по 3 сторонам

Изгибающий момент:

.

Участок 3.консольный

Изгибающий момент:

.

 

 

По наибольшему из моментов определяем толщину плиты

Окончательно принимаем толщину плиты в соответствии с ГОСТ 82-70*