Проектирование несущих конструкций рабочей площадки промышленного здания в г. Новосибирск (размеры здания в плане - 16,2 × 45), страница 8

Катет шва принимаем минимальный k_f  = 9 мм.

4 Расчет и конструирование колонны рабочей площадки

4.1 Подбор и проверка сечения сплошных колонн из трех листов

          

                  Рисунок 10 -  Загружение колонны        Рисунок 11 - Сечение колонны

1) Определяем действующую внешнюю нагрузку. Продольная сила, действующая в колонне N, при свободном (шарнирном) опирании главных балок на колонны, равна сумме опорных реакций главной балки.

2) Определяем расчетную длину стержня колонны в зависимости от принятой схемы закрепления колонны в фундаменте, как:

;             

        

где ,  – коэффициенты расчетной длины соответственно по осям x и y.

3) Задаемся гибкостью колонны l: при колонне высотой 5-6м можно задаться гибкостью l=100-70;

4) По заданному значению гибкости стержня l определяем коэффициент продольного изгиба j  по Приложению 3 [2].

        j = 0.556

5) Определяем требуемую площадь сечения стержня колонны по формуле:

                                                                                          

Марка стали для колонны определяется  согласно требованиям Приложения 1 [4] – С 255.

6) Определяем требуемый радиус инерции сечения:

                                                                                     

7) Для колонны из трех листов приближенные значения ширины и высоты сечения колонн можно определить как:

                                                                                

8) Конструктивно назначаем габаритные размеры сечения колонны h и b_f.

b_f = 180 мм;  h = 180 мм

 9) Определяется толщина стенки колонны из условия потери местной устойчивости:

                                                               

 

Кроме того, существует приближенная формула:

                                                                                             

В любом случае рекомендуется толщину стенки сплошных колонн назначать не менее 8мм. Поэтому t_w = 8мм.

10) Определяется толщина полок сечения колонны

        

  

11) Определяем высоту стенки

h_w = h – 2t_f =  180 – 36 = 144 мм.

С учетом сортамента принимаем h_w = 150 мм. Тогда высота сечения

 h = 186 мм.

Таким образом, размеры сечения колонны приняты следующие:

b_f = 180 мм; t_f = 18мм;  h = 186 мм, t_w = 8мм, h_w = 150 мм.

12) Определяются геометрические характеристики сечения колонны A, J_x, J_y, i_x, i_y.

13) Уточняются значения гибкости стержня колонны

      ,                                      

По данным Приложения 3 [2] определяется минимальное значение коэффициента продольного изгиба j.

,   

φ_min = 0.505

14) Выполняется проверка прочности сечения колонны

                                                                                                       

Определяется процент недонапряжения сечения

                                                             

Полученное значение не превышает 10%.

Проверка местной устойчивости полок и стенки сплошной колонны

При проектировании сварных колонн из трех листов расчетная ширина свеса полки b_ef (расстояние от грани стенки до края полки) должно быть связана с толщиной полки условием

где  – условная гибкость колонны,

,  4.78 < 21.58.

Местная устойчивость полок и стенок обеспечена.

Отношение расчетной высоты стенки (прямого участка постоянного сечения) двутавровой колонны к ее толщине следует принимать по формулам (пункт 7.14* [1]):

, но не более 2,3 при                

Согласно требованиям пункта 7.21* [1] стенки сплошных колонн при  следует укреплять поперечными ребрами жесткости, расположенными на расстоянии (2,5-3)´h_ef  одно от другого, на каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер.

 <  .

Принимаем шаг ребер, равный 3h_ef = 450мм.

Минимальные размеры ребер необходимо определять по формулам:

;

.

4.2 Проектирование оголовка колонны