N=2*Q=2* =1915.06 кН
Геометрическая длина колонны:
l=8,4+0.6-215.47=6.85 м
Задаем гибкость колонны: 𝜆=60, φ=0.805.
Требуемая площадь поперечного сечения:
Требуемые радиусы инерции:
Принимаем ветви из двух швеллеров № 33
= 13,1 см, = 2 *46,5 =93 см 2, масса 1 м.п = 0.365 кН
Гибкость колонны:
= l / i x = 685 /13,1 =52.29,
получаем j = 0.817
Проверка устойчивости колонны относительно материальной оси:
= N / (j A) =1915.06/(0,817 93) =25.20кН / см 2 £ 24,5 кН / см 2
N =1915.06 +0.365 6.85 =1917.56 кН
= ,
где 1 - гибкость ветви на участке между планками относительно оси, параллельной свободной, предварительно принимаем равной 40.
l утр = = 33,68
i тр = l lg/ l утр = 685 /33,68 =20,33 см
Расстояние между осями ветвей
by = iтр/ a y, где a y = 0.44
b y = 20,33/ 0.44 = 46,20
принимаем b y = 50 см
Толщину планки принимаем равной 10 мм. Размеры соединительных планок:
Ширина планки d пл = 0.5 b y =0.5 50 = 25 см
Длина планки bпл = 44 см
Расстояние между планками в свету:
Момент инерции составного сечения относительно свободной оси: J yс = 2 (J y + А а 2 ),
Где J y= 393 см 4 - момент инерции ветви относительно собственной оси,
А =46,5 см 2 - площадь сечения ветви.
а - расстояние между ц.т. ветви и колонны а = 50 /2 = 25cм
J yс = 2 (393 + 46,5 252) = 58911 см 4
Радиус инерции составного сечения
iyс = = = 25.17 см
Гибкости:
ly = l lg/ i yc = 685 / 25.17 = 27.21
llf = = = 48.38значитjy = 0.837
Проверка устойчивости колонны относительно свободной оси:
= =24.60кН / см 2£30 кН / см 2
Устойчивость колонны обеспечена.
4.2. Расчет планок
Условная поперечная сила
Q fic =
j= jy =0,837
b =0,817 / 0,837 =0.976
;
= =20.59
Qfic =
Изгибающий момент в прикреплении планки
Поперечная сила в прикреплении планки
Равнодействующее напряжение:
swр = Ösw2 + tw2 £Rwfgwfgc
Нормальные напряжения от изгиба шва:
sw= 6 М пл /kf/ bf/ dпл2 = 6 295.35 / 0.4 / 0,7 /252 = 10,13
Касательные напряжения от среза шва:
tw = F / k f / bf / d пл = 7,63 / 0.4 / 0,7 /25= 1,09 кН / см 2
Равнодействующие напряжения:
sw р=Ö10,132 + 1,092 = 10,18£29,33кН / см 2
прочность сварных швов обеспечена.
Расчет оголовка колонны
Ширина опорного ребра оголовка:
см = 11см
Требуемая площадь опорных ребер:
где F – величина опорного давления на оголовок,
F=2Q=2*957,53=1915,06 кН
Толщина ребра: ,
причем =0,84
Длина опорного ребра оголовка:
Катет шва, обеспечивающего прикрепление ребра к стенке:
где
Высота траверсы
Толщина траверсы
Для обеспечения жесткости опорное ребро укрепляют поперечным ребром, ширину которого принимают равной bs = 11 см, а толщину не менее
Примем толщину ребра равной 1 см.
Проверим опорное ребро на срез:
Расчет базы колонны
Базу колонны проектируем с траверсами для жесткого закрепления колонны в плоскости поперечной рамы и шарнирного – в другой плоскости.
Требуемая площадь опорной плиты базы:
где ,
для бетона В10 равна6.0 Мпа
Ширина опорной плиты:
Длина плиты:
, ширину опорной плиты 50 см
Принимаем
А=В*L=50·60=3000
Напряжение в фундаменте под плитой:
Изгибающий момент на консольном участке:
=0,64 =17,05 кН*см
Изгибающий момент на участке, опертом по трем сторонам:
а/b=33/3,5=9,43
кН*см
Изгибающий момент на участке, опертом по четырем сторонам:
a1/b1=33/11,1=2.97
кН*см
Толщина опорной плиты:
Принимаем 18 мм
Высота траверсы:
Принимаем высоту траверсы hm= 14 см,толщину tт =16см.
Нормальные напряжения в пролете:
Толщина швов, прикрепляющих траверсы и ребра к опорной плите