Предварительный подбор сечения колонны




3.2.1 Подбор сечения колонны на вертикальную нагрузку

Определяем вертикальную нагрузку, действующую на колонны:

Средняя колонна:

2-ой уровень:

Нагрузка Нормативная нагрузка, кН Коэф. надежности Расчетная нагрузка, кН Грузовая площадь,м2 Усилие, кН
Постоянная от кровли 7,578 - 7,578 9∙9 613,818
Временная(снеговая)   1,4 2,8 9∙9 226,8
Постоянная от перекрытия 6,697 - 6,697 9∙9∙2 1084,914
Временная 6,5 1,2 7,8 9∙9∙2 1263,6
Ригель покрытия 1,04 1,05 1,092 9∙1 9,828
Ригель перекрытия 1,415 1,05 1,486 9∙2 26,748
Итого         3225,758

 

Определяем площадь поперечного сечения колонны:

,

где A – площадь поперечного сечения колонны; P – вертикальная нагрузка; R – расчетное сопротивление стали, R=240Мпа; - коэффициент условия работы (0,95);φ–коэффициент приведения гибкости, предварительно принимаемый 0,9

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 40К1;

Характеристики сечения

  Параметр Значение Единица изменения
А Площадь поперечного сечения 175,8 см2
IX Момент инерции относительно оси Х   см4
P Масса погонного метра   кг/м

1-ый уровень:

Нагрузка Нормативная нагрузка, кН Коэффициент надежности Расчетная нагрузка, кН Грузовая площадь,м2 Усилие, кН
Постоянная от перекрытия 6,697 - 6,697 9∙9∙3 1627,37
Временная 6,5 1,2 7,8 9∙9∙3 1895,4
Ригель перекрытия 1,415 1,05 1,486 9∙3 40,122
Колонна 1,354 1,05 1,422 4,8∙3 20,477
Нагрузка от 2-го уровня         3225,758
Итого         6809,127

Определяем площадь поперечного сечения колонны:

,

где A – площадь поперечного сечения колонны; P – вертикальная нагрузка; R – расчетное сопротивление стали; - коэффициент условия работы (0,95);φ–коэффициент приведения гибкости, предварительно принимаемый 0,9.

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 40К5;

 

Характеристики сечения

  Параметр Значение Единица изменения
А Площадь поперечного сечения   см2
IX Момент инерции относительно оси Х   см4
P Масса погонного метра 291,2 кг/м

 

Крайняя колонна:

2-ой уровень:

Нагрузка Нормативная нагрузка, кН Коэф. надежности Расчетная нагрузка, кН Грузовая площадь,м2 Усилие, кН
Постоянная от кровли 7,578 - 7,578 9∙4,5 306,909
Временная(снеговая)   1,4 2,8 9∙4,5 113,4
Постоянная от перекрытия 6,697 - 6,697 9∙4,5∙2 542,457
Временная 6,5 1,2 7,8 9∙4,5∙2 631,8
Ригель покрытия 1,04 1,05 1,092 9∙1 9,828
Ригель перекрытия 1,415 1,05 1,486 9∙2 26,748
Навесная стена 0,38 1,2 0,456 9∙4,8∙3∙0,7 41,368
Остекление 0,24 1,2 0,288 9∙4,8∙3∙0,3 11,197
Итого         1683,707

 


 

Определяем площадь поперечного сечения колонны:

,

где A – площадь поперечного сечения колонны; P – вертикальная нагрузка; R – расчетное сопротивление стали; - коэффициент условия работы (0,95);φ–коэффициент приведения гибкости, предварительно принимаемый 0,9

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 26К2;

Характеристики сечения

  Параметр Значение Единица изменения
А Площадь поперечного сечения 93,19 см2
IX Момент инерции относительно оси Х   см4
P Масса погонного метра 73,2 кг/м

1-ый уровень:

Нагрузка Нормативная нагрузка, кН Коэффициент надежности Расчетная нагрузка, кН Грузовая площадь,м2 Усилие, кН
Постоянная от перекрытия 6,697 - 6,697 9∙4,5∙3 813,685
Временная 6,5 1,2 7,8 9∙4,5∙3 947,7
Ригель перекрытия 1,415 1,05 1,486 9∙3 40,122
Колонна 0,718 1,05 0,7539 4,8∙3 10,856
Остекление 0,24 1,2 0,288 9∙4,8∙3∙0,3 11,197
Навесная стена 0,38 1,2 0,456 9∙4,8∙3∙0,7 41,368
Нагрузка от 2-го уровня         1683,707
Итого         3548,635

Определяем площадь поперечного сечения колонны:

,

где A – площадь поперечного сечения колонны; P – вертикальная нагрузка; R – расчетное сопротивление стали; - коэффициент условия работы (0,95);φ–коэффициент приведения гибкости, предварительно принимаемый 0,9.

По сортаменту принимаем двутавр колонного типа 40К2;


 

Характеристики сечения

  Параметр Значение Единица изменения
А Площадь поперечного сечения 210,96 см2
IX Момент инерции относительно оси Х   см4
P Масса погонного метра 165,6 кг/м

3.2.2 Подбор сечения колонны на горизонтальную нагрузку

В связи с тем, что скорость ветра достаточно резко меняется, эта нагрузка воздействует динамически. Давление ветра на высоте 10 м над поверхностью земли в открытой местности, называемое скоростным напором ветра gо, зависит от района строительства. Ветровая нагрузка меняется по высоте, но в нормах принято, что до высоты 10м от поверхности земли скоростной напор не меняется. Он принят за нормативный, а увеличение его при большей высоте учитывается коэффициентами k, разными при разной высоте.

Кемерово, относится к 3 ветровому району. Нормативный скоростной напор ветра w0 =0,3 кН/м2. Тип местности В.

Определим нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z:

,

где с – аэродинамический коэффициент, зависящий от расположения и конфигурации поверхности. Для вертикальных стен с=0,8 с наветренной стороны и с= –0,6 для откоса;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.

Расчетная нагрузка, приходящаяся на часть здания по ширине:

,

- коэффициент надежности по нагрузке, 1,4;

B – шаг рам, 9м.


 

z, м k B, м Wm, кН Wm(p), кН
с=0,8 с=– 0,6 с=0,8 с=– 0,6
2,2 0,5   0,12 0,09 1,512 1,134
  0,56   0,1344 0,1008 1,69344 1,27008
11,8 0,668   0,16032 0,12024 2,020032 1,515024
16,6 0,716   0,17184 0,12888 2,165184 1,623888
21,4 0,8675   0,2082 0,15615 2,62332 1,96749
26,2 0,9275   0,2226 0,16695 2,80476 2,10357

 

Определим сосредоточенные силы:

 

Р1 = (1,512+1,69344+1,134+1,27008) •4,8/2=13,46285кН

Р2 = (1,69344+1,27008+2,020032+1,515024)•4,8/2=15,59658кН

Р3 = (2,020032+1,515024+2,165184+1,623888)•4,8/2=17,57791кН

Р4 = (2,165184+1,623888+2,62332+1,96749)•4,8/2=20,11172кН

Р5 = (2,62332+1,96749+2,80476+2,10357)•4,8/2=22,79794кН

Р6= (2,80476+2,10357)•4,8/2=11,77999 кН

ΣРI=13,46285+15,59658+17,57791+54,68965=101,32726 (кН).

ΣРII=20,11172+22,79794+11,77999=54,68965 (кН).


 

 

Определяем горизонтальную нагрузку, действующую на колонны I уровня:

Мжк/3∙hэт/2=101,32726/3∙4,8/2=81,0618 (кНм)

Wтрж/Rγc=81,0618/240000∙0,95=355,53 (см3 )

По сортаменту принимаем двутавр широкополочного типа 23Ш1; А=46,08(см2), Ix=4260(см4).

Определяем горизонтальную нагрузку, действующую на колонны II уровня:

Мжк/3∙hэт/2=54,68965 /3∙4,8/2=43,752 (кНм)

Wтрж/Rγc=43,752/240000∙0,95=191,89 (см3 )

По сортаменту принимаем двутавр широкополочного типа 20Ш1; А=30,6(см2), Ix=2600(см4).


Проверка: 1уровень

значит, сопряжение ригеля с колонной жесткое.


Проверка: 2 уровень

значит, сопряжение ригеля с колонной жесткое.

Вывод: сделав расчёт колонн на вертикальные и горизонтальные нагрузки и подобрав типы и размеры колонн, сравним полученные результаты. Из сравнительного анализа видно, что для проектирования необходимо взять колонны большего сечения, т.е. подобранные из расчёта на вертикальные нагрузки.

Ригель покрытия Ригель перекрытия
60Б1 А=135,26 (см2) J=78760 (см4) 70Б2 А=183,60 (см2) J=145912 (см4)
       

 

№ уровня Крайняя колонна Средняя колонна
№ сечения Характеристики сечений № сечения Характеристики сечений
II 26К2 А=93,12 (см2) J=11700 (см4) 40К1 А=175,8 (см2) J=52400 (см4)
I 40К2 А= 210,96 (см2) J=64140 (см4) 40К5 А= 371 (см2) J=121570 (см4)

 


 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: