1. Проверка устойчивости относительно материальной оси:
;
;
(табл. 72)
Устойчивость колонны относительно материальной оси обеспечена.
2. Проверка устойчивости относительно свободной оси:
Погонная жесткость планки:
м3;
Погонная жесткость ветви колонны:
м3;
Так как 
, то колонна является жесткой, расчет гибкости ведем по формуле:
.
см2;
см4;
см;
;
;
.
(табл. 72)
Устойчивость колонны относительно свободной оси обеспечена.
3. Проверка устойчивости отдельной ветви:
(табл. 72)
Устойчивость отдельной ветви обеспечена.
Расчет базы колонны.
1. Расчет опорной плиты.
1.1 Определение размеров опорной плиты в плане:
Площадь опорной плиты определяется из условия прочности материала фундамента. Принимаю для фундамента бетон класса В12,5 с Rb = 7,5 МПа
Условие прочности бетона на местное сжатие:
где Rb,loc – Расчетное сопротивление бетона местному сжатию.
где Rb - расчетное сопротивление бетона сжатию.
α – коэффициент зависящий от класса бетона, для бетонов ниже класса
B20 => α = 1.
- коэффициент условий работы бетона.
Так как размеры фундамента неизвестный то принимаем 
ψ – зависит от распределения напряжений по фундаменту. При равномерном распределении (центрально сжатые колонны) ψ = 1.
Ширину плиты назначим из конструктивных соображений:
В = b + 2tтр + 2с
где b = 29,2 см –ширина колонны
tтр = 1,2см – толщина траверсы
с = 4,2 см
В = 29,2 + 2 ∙ 1,2 + 2 ∙ 4,2 = 40 см
Определяем длину плиты:
L = Aтр / B = 4932,73 / 40 = 123,32 см
Принимаю L = 125 см
Фактическая площадь опорной плиты:
А = 40 ∙ 125 = 5000 см2
1.2 Определение толщины опорной плиты.
Определяем фактическое напряжение в бетоне под плитой:
|
|
Плита работает на изгиб под реактивным отпором фундамента. Колонна и траверса делят плиту на три типа участков – консольный, опертый на три канта и опертый на четыре канта. На каждом участке выделим полосу единичной ширины, и определим погонную нагрузку на эту полосу:
qф = sф ∙ 1см = 0,89 ∙ 1см = 0,89 кН/см
Определим изгибающие моменты в плите:
Участок 1 – консольный:
Участок 2 – опертый по 4 сторонам:
Определяем размеры участка:
см
см
Определяем изгибающий момент:
где 
при 
тогда
М2 = 0,89 ∙ 13,72 ∙ 0,0885 = 14,78 кН∙см
Участок 3 – опертый по 3 сторонам:
Определяем размеры участка:
см
см
Определяем изгибающий момент:
где 
при 
Изгибающий момент М3 оказался значительно больше двух других, поэтому разделим участок 3 ребром на два равных участка, тогда:
см
М’3 = 0,89 ∙ 14,02 ∙ 0,125 = 21,805 кН∙см
Сравнивая моменты М1, М2, М’3 выбираем максимальный:
Mmax = М3 = 21,805 кН∙см
Определяем толщину опорной плиты из условия прочности плиты на изгиб:
gс = 1,2 для опорной плиты
Принимаю толщину опорной плиты 22 мм.
Конструктивные требования:
tоп.пл = (20 ¸ 40) мм ® 22 мм.
Вывод: толщина опорной плиты удовлетворяет конструктивным требованиям.
2. Расчет траверсы.
2.1 Определение высоты траверсы:
Высоту траверсы определяем из условия прочности сварных швов.
Способ сварки: РДС
Материал для сварки: покрытыми электродами типов по ГОСТ 9467–75*: Э42
Rwf = 180 МПа
Rwf – расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва
Rwz – расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границ сплавления.
|
|
Rwz = 0,45 ∙ Run =0,45 ∙ 370 = 166,5 МПа
bf = 0,7
bz = 1,0
bf и bz – коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали с пределом текучести до 580 МПа по табл. 34 СНиПа II-23-81*
Rwf ∙ bf = 180 ∙ 0,7 = 126 МПа
Rwz ∙ bz = 166,5 ∙ 1 = 166,5 МПа
Меньшее произведение соответствует более слабому соединению, т.е по металлу шва, следовательно, в дальнейшем ведем расчет по металлу шва.
Условие прочности сварного шва по металлу шва:
Slw – расчетная длина шва
gс – коэффициент условий работы конструкции = 1
назначаем kf = 12 мм
gwf – коэффициент условий работы шва = 1
м
см
Принимаю hтр = 75 см
2.2 Проверка прочности траверсы:
Проверку прочности траверсы производим в месте крепления траверсы к ветви колонны.
qтр – погонная нагрузка на траверсу
кН/см
Определяем усилия в траверсе:
Определяем напряжения в траверсе:
кН/см2
кН/см2
Определяем приведенные напряжение в траверсе:
кН/см2 = 155,5 МПа
Условие прочности:
где 
МПа
σef = 155,5 МПа < 1,15∙Ry∙gc = 276 МПа
Вывод: Прочность траверсы по приведенным напряжениям обеспечена.
Анкерные болты принимаем конструктивно d = 24 мм
Расчет опорного столика колонны.
Опирание главных балок на колонну сбоку
tоп.ст. = tоп.л. + (16 ¸ 20 мм) =22+18=40 мм
Принимаю 40 мм
bоп.ст. = bоп.р. +20мм = 180+20 = 200 мм
hоп.ст.= 
см
hоп.ст. =364 мм
Список используемой литературы
1. Металлические конструкции / под общей редакцией Ю.И.Кудишина М.: Академия, 2007г.
2. СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции.
3. М/у к выполнению курсового проекта по курсу «Металлические конструкции – Расчет и конструирование основных несущих конструкций стальной балочной площадки».
|
|