Расчет конструкции из балочной клетки (перекрытия) и поддерживающих ее колонн, которые опираются на отдельно стоящие фундаменты, страница 3

Проверка местной устойчивости полки:

Свес полки b_ef = ==154 мм;

Условие устойчивости

≤

≤

7,7<14,5, условие выполняется, местная устойчивость сжатого пояса балки обеспечена.

Проверка местной устойчивости стенки.

Местную устойчивость стенки проверяем в 1-м и 3-м отсеках (рисунок 5)

Рисунок 5 – Расчетная схема главной балки

Для 1-го отсека среднее значение изгибающего момента и поперечной силы

кНм

Q₁= 280,3 кН;.

Краевое нормальное напряжение в стенке:

Краевое касательное напряжение в стенке:

Критическое нормальное напряжение:

определяется по таб. 5.2 [1] в зависимости от значения функции .

Критическое касательное напряжение:

отношение большей стороны отсека к меньшей,

Проверка местной устойчивости стенки балки имеет вид:

Для 2-го отсека:

Краевое нормальное напряжение в стенке:

Краевое касательное напряжение в стенке:

Следовательно, местная устойчивость стенки обеспечена.

5.  Расчет колонны

По конструктивному решению колонна рабочей площадки является – центрально-сжатой колонной. Колонна передает нагрузку от главных балок на фундамент и состоит из трех основных частей:

-  оголовок – опора для главных балок, передающий усилие на стержень колонны;

-  стержень колонны – основной конструктивный элемент, передающий нагрузку от оголовка к базе;

-  база колонны, конструктивный элемент, передающий усилие от стержня на фундамент.

Стержень сплошной колонны может быть выполнен из прокатного профиля или из сварного составного.

В курсовой работе запроектированы сплошные колонны.

Исходные данные:

а)                                               б)

Рисунок 6 – Расчетная схема колонны а - в плоскости,

б – из плоскости.

h_к= H – t_{перекрытия} + h_базы  - h_{гл.балки} = 12,87 – 0,220 + 0,6 -1,5 = 11,75 м

t_{перекрытия} = t_плиты +t_стяжки + t_пола = 140 + 70 + 10 = 220 мм

h_базы – величина заглубления базы колонны

В плоскости рамы: 

l_ef,x = μ∙h_к = 2∙11,75 = 23,5 м;

Из плоскости рамы:

l_ef,y = μ∙h_к = 0,5∙11,75 = 5,875 м.

Подбор сечения

N_k=  2Vгл.б.+2Vвт.б.= 2*280,3 + 2*163,07 = 886,74 кН.

Задаемся гибкостью λ = 120. По таблице 72 СНиП «Стальные конструкции» принимаем φ =0,419.

Тогда требуемая площадь сечения:

A_тр = = = 86,38 см²

По сортаменту металлоконструкций подбираем двутавр колонный по СТО АСЧМ 20-93 40К2  с А = 218,67 см²    

i_x = 174,5 мм,

i_y = 101,2 мм.

Определяем фактическую гибкость:

λ_x =  =

λ_y =  =  

λ_max = 134,67

По СНиПу табл.72 определяем  φ = 0,344

Проверка устойчивости

σ = ≤ R_y·γ_c

σ = =11,79 МПа ≤ 24,5 МПа.

Условие выполняется. Принимаем двутавр колонный по СТО АСЧМ 20-93 3 40К2.

Проверка предельной гибкости

λ_max ≤ [λ]

α = =  = 0,48

[λ] = 180-60·0,48= 151,13

λ_max= 134,67 < [151,13],

Условие выполняется.

Принимаем двутавр колонный 40К2 по СТО АСЧМ 20-93.

Рисунок 7 –Колонный двутавр 40К2

Геометрические характеристики сечения

6.  Расчет связей

Основное назначение связей в рабочих площадках: создание продольной и поперечной жесткости, необходимой для нормальной эксплуатации; обеспечение устойчивости колонн из плоскости поперечных рам и кроме того обеспечение неизменяемости конструкции при монтаже. В рабочей площадке необходимо устанавливать связи между колоннами. Связи необходимо устанавливать между поперечными рамами для обеспечения неизменяемости. Связи устанавливают в середине конструкции. Конструктивная схема связей зависит от шага и высоты колонн. Наиболее распространенная крестовая схема связей, так как она обеспечивает наиболее простую и жесткую завязку колонн.

Длина связи:

[λ] =400 – предельная гибкость крестовых связей

L_св=7,17 м

i_тр =

Тогда: