Подбор сечения нижней части колонны

Страница 1

Сечение нижней части колонны сквозное, состоящее из двух ветвей, соединенных решеткой.

Высота сечения h=1000 мм.

Подкрановую и наружную ветви колонны принимаем из широкополочного двутавра.

Расчетные усилия:

N3=1041,99 кН M3=76,1 кНм (изгибающий момент догружает подкрановую ветвь колонны).

N4 =1062,77 кН M4 =352,79 кНм (изгибающий момент догружает наружную ветвь колонны).

Определим ориентировочное положение центра тяжести сечения колонны.

Принимаем zo=0.15 м.

Расстояние между осями ветвей колонны:

h0=h-z0=1.0-0.15=0.85 м.

Расстояние от подкрановой ветви до центра тяжести сечения колонны:

y1=M4×h0/(M3+M4)= 352.79 ·103·0.85/(76.1 ·103+352.79 ·103)=0.7 м.

Расстояние от наружной ветви до центра тяжести сечения колонны:

y2=h0-y1=0.85-0.7=0.15 м.

Усилия в ветвях колонны:

В подкрановой ветви:

Nv1=N3×y2/h0+M3/h0=1041.99·103 0.15/0.85+76.1·103/0.85=273.4 кН.

В наружной ветви:

Nv2= N4×y1/ h0+M4/ h0=1062.77 ·103·0.7/0.85+352.79·103/0.85=1290.27 кН.

Требуемая площадь подкрановой ветви (двутавр):

Av1=Nv1/(0.8·Ry)= 273.4 ·103/(0.8·230·106)=0.0015 м2.

Требуемая площадь наружной ветви (двутавр):

Av2= Nv2/(0.8·Ry)= 1290.27 ·103/(0.8·230·106)=0.007 м2.

По сортаменту подбираем двутавр 30Ш2 со следующими характеристиками:

Av=0.007765 м2,

iy=0.1253 м,

ix=0.0473 м,

h=0.295м, b=0.2 м.

Уточняем положение центра тяжести сечения колонны:

zo=b/2=0.1 м;

тогда h0=h-z0=1.0-0.1=0.9 м.

y1=A×h0/(Av+Av)=77.65·0.9/(2×77.65)=0.45 м,

y2=h0-y1=0.9-0.45=0.45 м.

Усилия в ветвях:

В подкрановой ветви:

Nv1=N3×y2/h0+M3/h0=1041.99·103 0.45/0.9+76.1·103/0.9 = 605.5 кН

В наружной ветви:

Nv2= N4×y1/ h0+M4/ h0=1062.77 ·103·0.45/0.9+352.79·103/0.9=923.4 кН.

Проверка устойчивости ветвей из плоскости рамы (относительно оси у-у):

Расчетная длина:

ly=hн=8.38 м.

Гибкость:

ly=ly/iy=8.38/0.1253 = 66,88.

Определяем: jy=0.790.

Подкрановая ветвь:

s1=Nv1/(jy·Av)=605,5·103/(0.790·0.007765)=98.7·106<Ry=230 МПа;

Наружная ветвь:

s2=Nv2/(jy·Av)=923,4·103/(0.790·0.007765)=150,53·106<Ry=230 МПа;

Устойчивость подкрановой и наружной ветвей обеспечена. Проверка устойчивости ветвей в плоскости рамы (относительно осей х1-х1, х2-х2):

Из условия равноустойчивости ветви в плоскости и из плоскости рамы определяем требуемое расстояние между узлами решетки:

lх1=lв1/iх1=lу=66.88,

следовательно lв1=66,88×iх1=66,88×0.0473 = 3.16 м.

Принимаем расстояние между узлами решетки lв1=1.5м, разделив нижнюю часть колонны на 5 панелей.

Гибкость: lx1= lв1/ix1=1.5/0.0473 =31.71.

Определяем jx=0.927.

s1=Nv1/(jx·Av)= 605,5·103/(0.927·0,007765)=84.12·106<Ry=230 МПа.

Устойчивость подкрановой и наружной ветвей обеспечена в плоскости рамы.

Расчет решетки сквозной колонны

Максимальная поперечная сила в сечении (4-4) колонны:

Qmax=46,42 кН.

Условная поперечная сила:

Qfic»0.2×(Av+Av)=0.2×(77,65+77,65)=31,06 кН.

Расчет решетки проводим на Qmax.

Длина раскоса:

м.

Sina=h0/lp=0.9/1.46=0.61.

Усилие сжатия в раскосе:

Nr=Qmax/(2·Sina)=46,42/ (2·0.61)=38,05 кН.

Задаемся: lr=150, jr=0.289.

Требуемая площадь раскоса:

Aр,tr=Nr/(jr·Ry·0.75)=38,05·103/(0.289·230·106·0.75)=7,63·10-4 м2.

Принимаем по сортаменту уголок ∟ 70х6, имеющего следующие характеристики:

Aр=8,15 см2,

imin=1.38 см.

Определим гибкость раскоса:

lmax=lр/imin=146/1.38=105.8.

Тогда j=0.519.

Напряжения в раскосе:

sр=Nr/(j·Aр)=38,05·103/(0.519·0.000815)=89.95МПа.

[sр]=Ry×0.75=230·106·0.75=172.5·МПа.

sр=89.95 МПа < [sr]=172.5 МПа,

Cледовательно устойчивость раскосов обеспечена.

Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня

Геометрические характеристики всего сечения:

A=Av+Av= 2·Av=2·0.007765 = 155.3 см2.

Jx=Av×(y12+ y22)=0.01553·(0.452+0.452)=0.00629 м4.

ix ==0.636 м.

lx= lefx1/ix=15,58/0.636=24.5.

Площадь сечения раскосов по двум граням сечения колонны:

Характеристика выбранного материала
Основная сфера применения вяжущих — приготовление строительных растворов и бетонов. Строительный раствор — искусственный каменный материал, отвердевшая смесь вяжущего, мелкого заполнителя и воды. Для некоторых специальных растворов вводят добавки, органические или минеральные. Раствор получается в результат ...

Анализ состояния техники и технологии и предложения по его улучшению
Одним из основных резервов дифференцирования сферы строительных услуг является постоянное предложение более качественного в сравнении с конкурентами сервиса. Ключ к привлечению целевого сегмента покупателей к потреблению строительных услуг – удовлетворение ожиданий клиентов относительно качества обслуживания ...

Расчет и конструирование элементов каркаса. Расчет и конструирование плит перекрытия. Определение внутренних усилий
С точки зрения статистического расчета все типы панелей рассматривают как свободно опертые однопролетные балки, нагруженные равномерно нагрузкой q. Для ее определения необходимо умножить распределенную по площади нагрузку на номинальную ширину панели. Пустотные панели рассчитываются по прочности как балки ...