Строительство и архитектура \ Железобетонные конструкции

Расчет балочной клетки металлоконструкции здания (продольный шаг колонны – 17м, строительная высота перекрытия не более – 1,6м), страница 4

A_p=25×2,8=70 см² ; А=40+0,65t_wm=40+0,65×1,4×29,9=67,21см² .

м⁴ ; см ;

по приложению j =0,962.

Прочность по смятию ребра и его устойчивость обеспечены, т.к.

МПа;

МПа

Рис. Опорные ребра сварных балок с торцовым расположением ребер

2.4.3 Узлы сопряжения второстепенных балок с главными

Сопряжение осуществляется в пониженном уровне. Второстепенные балки прикрепляются к поперечным ребрам главных балок болтами нормальной точности , число которых определяется по формуле:

где N_b – минимальная несущая способность по срезу или смятию (R_bs=190МПа (класс точности 5,6) R_b_р=258МПа; d=20мм; g_b=0,85; =1; St=20мм )

кН

принимаем 3 болта Æ20

Расстояние между центрами болтов 2,5d=2,5×20=50мм.

Рис. Сопряжение второстепенных балок с главными на болтах

3. Проектирование колонн

Полная длина колонны с оголовком и базой при наличии заглубления

м.

Рис. Схемы к расчёту центрально сжатых колонн:

а) – конструктивная; б) – расчётная; в) – типы сечений колонн

Расчетная длина колонны в обеих плоскостях принимается

м.

Колонну рассчитываем на силу

кН.

3.1 Подбор сечения центрально-сжатой сплошной колонны из трех двутавров, трубы, двух уголков, трех листов

Колонна из трех широкополочных двутавров

Требуемая площадь сечения

см².

j=(0,6-0,85) первоначально принимаем j =0,7.

По сортаменту подбираем

2 I №33 1 I №27

A=53,8 см²A=40,2 см²

I_x=9840 cм⁴I_x=5010 cм⁴

I_y=4190 cм⁴I_y=260 cм⁴

i_x=13,5cм i_x=11,2cм

S_x=339,0cм³S_x=210,0cм³

Площадь сечения А=53,8×2+40,2=147,8см².

Момент инерции сечения

см⁴.

Радиус инерции

см.

Продольная гибкость

Проверяем устойчивость колонны

МПа, устойчивость колонны обеспечена.

Колонны из двух равнополочных уголков

А_тр=138,49см².

По сортаменту подбираем

L №20

A=76,5 см²

I_x=2871 cм⁴

z₀=5,7 cм

B=200 мм

Площадь сечения А=76,5×2 =153 см².

Момент инерции сечения

см⁴.

Радиус инерции

Продольная гибкость

Проверяем устойчивость колонны

МПа, устойчивость колонны обеспечена.

Колонна из труб

А_тр=138,49см².

По сортаменту подбираем

труба Æ530

A=147,0 см²

i_x=18,4cм

Продольная гибкость

Проверяем устойчивость колонны

МПа, устойчивость колонны обеспечена.

Колонна из трех листов

При подборе сечения задаемся и вычисляем радиус инерции

см.

По радиусу инерции определяем ширину колонны

см.

Так как , то .

Найденную площадь распределяют между стенкой и поясам в соотношениях:

;

При известной ширине пояса его толщина

а толщина стенки

, где .

Для обеспечения местной устойчивости пояса необходимо соблюдения условия:

Местная устойчивость пояса обеспечена.

Полученные размеры сечения колонны увязываем со стандартными размерами широкополосной универсальной стали

; ; (ГОСТ 82 – 70).

Проверяем устойчивость колонны

, устойчивость колонны обеспечена.

3.2 Подбор сечения сквозной колонны. Сравнение вариантов

Сквозные колонны состоят из ветвей, соединённых планками или решёткой из уголков. Основным условием проектирования сквозных колонн является обеспечение их равноустойчивости в обеих плоскостях, так как в этом случае достигается наилучшее использование материала. В сквозных колоннах это реализуется соответствующим выбором расстояния между ветвями.

В сечениях сквозных колонн различают материальную x-x ось и свободную – y-y. Относительно материальной оси колонна работает как сплошная, а относительно свободной – как составная.

Расчёт колонны относительно материальной оси производят аналогично расчёта колонны из прокатных профилей (задаются φ и по расчетной силе находят требуемую площадь, затем подбирают подходящий профиль швеллера или двутавра, удвоенная площадь которого равна требуемой, и подобранное сечение проверяют на устойчивость).

Дальнейший расчёт сводится к определению расстояния между ветвями, которое должно быть таким, чтобы обеспечить равноустойчивость колонны.

Расчёт относительно материальной оси:

Зададимся φ=0,7 и определим требуемую площадь сечения колонны.