Подбор сечения сплошной колонны.
Продольная сила равна удвоенной опорной реакции главной балки (собственным весом колонны пренебрегают):
кН.
Определяем требуемую площадь сечения:
.
Так как принимаем
см2.
Расчётная длина колонны:
Определяем приближенно ширину колонны:
, где
для двутаврового сечения
Принимаем сечение полки – 30х1,4 см и сечение стенки – 30х1,2 см. Площадь поперечного сечения колонны А = 2х30х1,4 + 30х1,2 = 120см2.
Приняв , компонуют сечение из трех листов по ГОСТ 82-70* так, чтобы удовлетворялись условия:
Далее вычисляем геометрические характеристики сечения:
И уточнив по табл. 72,
=0,699
Проверяем устойчивость колонны:
кН/м2
кН/м2
Процент недонапряжения будет:
–достаточно экономичное решение.
Затем проверяем местную устойчивость поясных листов и стенки соответственно по формуле:
,условие не выполняется,поэтому стенку следует укрепить поперечными ребрами,расположенными на расстоянии (2,5…3)hодно от другого, но не менее 2 ребер.
Поперечные двухсторонние ребра жесткости для укрепления:
Ширина:
Толщина:
Окончательные размеры принимают и
,
Ребра приваливаются к стенке односторонними швами
3.3. Расчёт и конструирование базы колонны
Нижняя развитая часть колонны, называемая базой, предназначена для передачи сосредоточенной нагрузки на бетонный фундамент и закрепления колонны с ним в соответствии с принятой расчётной схемой.
Толщину плиты принимают равной 20...40 мм, толщину траверсы – 8...12 мм, ребра вырезают из листов толщиной 8...10 мм. Диаметр анкерных болтов конструктивно принимают равным 20...30 мм, диаметр отверстий (или ширину вырезов) для анкерных болтов – 30...50 мм. После натяжения болтов гайкой шайбу приваривают к плите. Торцы колонн фрезеруют после сборки стержня.
а) Площадь плиты базы определяется из условия прочности бетона фундамента смятию:
,
где кН/м2,
здесь – площадь фундамента под плитой базы по обрезу;
– призменная прочность бетона.
см2.
Ширина плиты B:
,
где с – вылет консоли – принимают не более 80 мм.
м.
Длину плиты находят по формуле:
Принимаем L =В по конструктивным соображениям 650 мм.
Масса 1 метра полосы:
Проверяем фактическое напряжение смятия в бетоне под плитой базы:
кН/м2
кН/м2.
б) Плита работает на изгиб. В качестве опор для участков плиты служат полки и стенки колонн, траверсы и рёбра, в результате получаются участки, опёртые на четыре, три, два канта и консольные.
Для каждого участка вычисляем максимальные изгибающие моменты, действующие в полосе шириной 1 см (1м).
- для консольного участка:
кН×м.
- в участке с опиранием на 4 канта:
где а – меньшая сторона участка, см.
Так как , то
.
кН×м
- в участке с опиранием на три канта:
,
где d – длина свободного края участков, мм.
Так как (плита работает как консоль), то
кН×м.
По наибольшему значению момента вычисляем требуемую толщину плиты:
Толщину плиты принимаем в соответствии с ГОСТ 82–70* равной 30 мм, см.
в) Высота траверсы определяется из условий прочности на срез угловых швов, прикрепляющих листы траверсы к стержню колонны (общей длиной ):
;
.
Для полного включения в работу угловых швов прикрепление траверсы должно удовлетворяться условие
.
Приравнивая правые части формул, определяют требуемый минимальный :
мм.
Принимаем мм.
Вычисляем высоту траверсы:
Швы, прикрепляющие траверсы к плите базы, принимаем конструктивно кf = 9 мм, так как торец колонны фрезеруется после приварки траверс.
База центрально сжатой колонны