Строительство и архитектура \ Железобетонные конструкции

Расчет балочной клетки металлоконструкции здания (продольный шаг колонны – 17м, строительная высота перекрытия не более – 1,6м), страница 5

Задаемся параметрами

Высота планки см , принимаем h=20см.

Толщина планки t_s=1,0см.

20/1,0=20<50

Ширина колонны в осях , принимаем b=370мм.

Момент инерции планки см⁴.

Расстояние между планками , принимаем l_ef=60см,

см.

Соотношение жесткостей

, поэтому гибкость находим по формуле:

Радиус инерции см.

Расстояние между ветвями при котором колонна равноустойчива

см , принимаем b=350мм.

Проверяем устойчивость колонны относительно свободной оси

1040/80=13 – число промежутков.

Вычисляем см

Соотношение жесткостей

=32,75; j=0,943

МПа прочность обеспечена.

Расчёт планок:

Расчётная схема составного стержня с планками представляет собой многократно статически неопределимую систему типа безраскосной фермы, расчёт которой довольно сложен. Как показывают эксперименты, при продольном изгибе колонны точки перегиба находятся посередине ветвей планок, что позволяет включить шарниры в эти точки. Шарнирная схема заметно упрощает расчёт.

Планки рассчитывают на условную (фиктивную) Q_fic поперечную силу, которая вызывает срез и изгиб планки. Условная поперечная сила определяется в зависимости от величины β, принимаемой меньшей из двух:

, откуда

кН

Определим усилие на планку кН

кН; кН·см

Для полуавтоматической сварки коэффициенты формы , (табл. 34 [1]); расчётное сопротивление МПа, МПа (табл.55, 56 [1]).

Так как (162>126), то расчёт ведём по сечению металла шва. Катет шва принимаем равным k_f=12 мм и вычисляем:

см² ; см³

Проверяем прочность сварного шва (по металлу шва):

МПа

Сравнение вариантов

Для сравнения вариантов необходимо подсчитать расход стали на прокатные, профили, составляющие стержни колонн, и количество сварных швов для крепления прокатных профилей между собой. Показатели по каждому варианту сведём в таблицу 3.

Таблица 3. Сравнение вариантов колонн

Вариант	Тип сечения колонны	Масса колонны, кг/м	Длина сварных швов на 1 м длины колонны, м
Вариант	Тип сечения колонны	Масса колонны, кг/м	по прокатным профилям	по планкам колоны	всего сварных швов
1	Три двутавра (2№33 и №27)	115,9	4	0	4
2	Круглая туба (530х9)	115,62	0	0	0
3	Два уголка (200х20)	120,2	2	0	2
4	Сквозная колонна (два двутавра №40)	114	0	0,4	0,4

Наиболее экономичным для колонны является трубчатое сечение. Для дальнейшей разработки принимаем сквозную колонну (согласно заданию).

3.3 Расчет и конструирование оголовка и базы с траверсой

Размеры плиты оголовка назначаем конструктивно, со свесами для наложения швов по 20мм. Толщина плиты 30мм.

Рис. База с траверсой

а – к расчёту базы;

б – пластинки с различным опиранием по контуру.

Размеры плиты оголовка назначаем конструктивно, со свесами для наложения швов по 20 мм. Толщина плиты 30 мм.

Ширина плиты:

см;

Длина плиты:

см;

Где МПа;

Принимаем размеры плиты 530*600

Определив размеры плиты, вычисляем её толщину по наибольшему изгибающему моменту на единицу длины поперечного сечения. Величина этого момента в участках плиты зависит от условия опирания.

При опирании пластинки по четырем сторонам момент вычисляется по формуле: