Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Проверка на внецентренное сжатие колонны крайнего ряда ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
Колонна крайнего ряда загружена силой N1=R2=61571кгс. Сила N1 приложена с эксцентриситетом е = h/2= 15,2см относительно продольной оси стержня колонны, проходящей через центр тяжести сечения. Общий вид и расчетная схема колонны крайнего ряда показаны на рисунке 10. Рисунок 10 – Общий вид и расчетная схема колонны крайнего ряда рабочей площадки Внецентренное приложение нагрузки вызывает изгиб стержня колонны из плоскости «У». Проверку устойчивости на внецентренное сжатие в плоскости изгиба выполняем в соответствии с п. 5.27* [2] по формуле: , где - коэффициент, принимаемый по таблице 74 [2], в зависимости от и от приведенного относительного эксцентриситета . Эксцентриситет , где - коэффициент влияния формы сечения, принимаемый по таблице 73 [2], - относительный эксцентриситет. Согласно таблице 73 [2] коэффициент влияния формы сечения будет равен: . Эксцентриситет . С применением интерполяции значений таблицы 74 [2] находим коэффициент и выполняем проверку . Устойчивость в плоскости изгиба обеспечена. Проверку устойчивости на внецентренное сжатие из плоскости изгиба выполняем в соответствии с п. 5.30 [2] по формуле: , где с – коэффициент, вычисляемый согласно п.5.31 [2], - находим по таблице 72 [2] для гибкости колонны из плоскости изгиба . Коэффициент , где β =1 и α=0,71 определяем по таблице 10 [2]. Выполняем проверку устойчивости внецентренно сжатой колонны из плоскости изгиба . Устойчивость из плоскости изгиба обеспечена. Расчет базы колонны. База колонны показана на рисунке 11. Для обеспечения жесткого закрепления колонны к фундаменту (в направлении главных балок) в конструкции узла применены траверсы. Рисунок 11 – База колонны. На разрезе 1-1 (1), (2), (3) – расчетные участки плиты, на которых она испытывает изгиб от отпора бетона фундамента. Определяем размеры опорной плиты в плане. Эти размеры должны быть достаточными для размещения на плите колонны с траверсами и для обеспечения прочности бетона фундамента под плитой. Размеры плиты обычно делают кратными 20мм. Ширину плиты назначаем по конструктивным требованиям: , где - толщина листа траверсы (принимаем конструктивно в пределах 10 - 14мм); в=300мм – ширина полок колонны; - ширина свеса плиты (выбирается конструктивно в пределах 30 – 100мм); Фундаменты (по проектному заданию) изготовлены из бетона класса прочности В12,5. Прочность бетона фундамента под плитой , где Rb=76,5кгс/см2 – призменная прочность бетона класса В12,5 (таблица 13 СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»). Длина плиты в плане по условию прочности бетона фундамента . Принимаем длину плиты L = 40см. Напряжение сжатия в бетоне под подошвой фундамента . Опорная плита снизу равномерно по всей площади загружена отпором бетона фундамента и при этом опорой для плиты сверху служат торец стержня колонны (сечение колонны) и листы траверс. Таким образом, плита работает как пластина, изгибаемая отпором бетона фундамента. Для нее можно выделить расчетные участки изгиба, с опиранием на сечение колонны и траверсы по одной, трем и четырем сторонам (рисунок 12) . Определим толщину плиты tпл по условию ее прочности при изгибе. Расчетному участку плиты (1) (рисунок 11) соответствует схема 1 на рисунке 12 с опиранием пластины по четырем сторонам (на четыре канта). Наибольший изгибающий момент в полосе шириной 1см составит: , где α – коэффициент, принимаемый по таблице 2 в зависимости от отношения длинной стороны в1 к короткой а1. Таблица 2 – Коэффициенты для расчета на изгиб прямоугольных пластинок, опертых на четыре канта в зависимости от отношения длинной стороны в1 к короткой а1
Соотношения сторон в1/а1 = 280/147 = 1,9. Коэффициент α = 0,098. Изгибающий момент . В пластине с опиранием на три канта наибольший изгибающий момент в полосе шириной 1см, при отношении закрепленной стороны к свободной в2/а2 ≥ 0,5 (схема 2 рисунка 12), составит: , где β – коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения в2/а2 по таблице 3. Таблица 3 – Коэффициенты для расчета на изгиб прямоугольных пластинок, опертых на три канта в зависимости от отношения закрепленной стороны в2 к свободной а2
При отношении закрепленной стороны к свободной в2/а2 < 0,5 (схема 2 рисунка 12) , наибольший изгибающий момент в полосе шириной 1см будет равен: . Для расчетного участка плиты (2) (рисунок 11) в2/а2 = 48/300 = 0,16 < 0,5. Изгибающий момент . Формулы вычисления наибольших изгибающих моментов для пластинок с закреплением по трем сторонам можно использовать для пластинок с опиранием на два канта, сходящихся под углом, приняв при этом за размер а2 диагональ между кантами, а за в2 расстояние от вершины угла до диагонали (схема 4 на рисунке 12). Консольному участку плиты соответствует схема 5 на рисунке 12. Наибольший изгибающий момент в полосе шириной 1см, для консольного участка плиты, составит: . Для консольного участка (3) плиты (рисунок 11) изгибающий момент . Рисунок 12 – Схемы пластин с различными типами опирания по краям. На схемах выделены полосы шириной 1см, проходящие через самое напряженное место в пластине и используемые для расчета наибольших изгибающих моментов. Максимальный изгибающий момент в опорной плите (наибольший из М1, М2 и М3) Мmax = М1 = 1630кгс·см/см. Толщина плиты tпл по условию ее прочности при изгибе будет равна: , где (таблица 6* [2]). По конструктивным соображениям толщину плиты принимают обычно не менее, чем 20мм. Назначаем толщину плиты tпл = 20мм. Высоту траверс назначаем по условию прочности сварных швов, которыми она крепится к колонне. Приняв (в запас прочности), что усилие N полностью передается со стержня колонны через четыре сварных шва на листы траверс, и затем с траверс на опорную плиту, получим: , где - катеты сварных швов, Rwf =2050кгс/см2 – расчетное сопротивление металла шва для ручной дуговой сварки электродами типа Э46 (таблица 56 [2]), β = 0,7 – коэффициент по таблице 34*[2] для ручной дуговой сварки, γwf = γс = 1 – коэффициенты условий работы. Высота траверсы . Принимаем . Траверсу необходимо проверить по прочности на изгиб. Для расчета нашу траверсу можно представить в виде однопролетной балки с двумя консолями. Эта балка загружена снизу вверх отпором бетона, а опорами у нее служат сварные швы (рисунок 13). Рисунок 13 – Схема для расчета траверсы как изгибаемой балки. Погонная нагрузка q=0,5·В·σф Погонная нагрузка на траверсу (рисунок 13) q = 0,5·40·77 = 1540кгс/см2. Изгибающий момент в траверсе над опорой . Изгибающий момент в траверсе в пролете . Наибольший изгибающий момент в траверсе Мmax = М2 = 160160кгс·см. Момент сопротивления изгибу траверсы . Согласно п.5.12 [2]: - прочность на изгиб обеспечена. Подбор сечения связей Сечение связей будем подбирать по предельной гибкости. Схема связей по колоннам показана на рисунке 14. Рисунок 14 – Схема связей по колоннам Геометрическая длина связи . Расчетные длины связи . Колонны, второстепенная балка и диагональный элемент связей образуют треугольную стержневую систему. Для обеспечения неизменяемости этой системы диагональный элемент должен надежно работать на сжатие. Поэтому подбираем наклонный элемент связей по предельной гибкости на сжатие [λ] = 200 (таблица 19* [2]). Требуемые радиусы инерции сечения связи , . Принимаем сечение связи в виде гнутосварной квадратной трубы Гн.140х4 по ТУ 36-228-80 с радиусами инерции и . Список использованной литературы 1. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. М.: 1996 г. 2. СНиП II-23-81* Стальные конструкции. М.: 2003 г. 3. Металлические конструкции: Общий курс: Учебник для вузов. Веденников Г.С., Беленя Е.И., Игнатьев В.С. и др. М.: Стройиздат, 1988 – 760 с. 4. Металлические конструкции. В.К. Файбишенко, М.: Стройиздат, 1984. 5. Металлические конструкции (вопросы и ответы). Учебное пособие для вузов. Под редакцией В.В. Бирюлева, М.: Изд. АСВ, 1994- 336 с. 6. Справочник конструктора металлических конструкций//В.Т. Васильченко, А.Н. Рутман, Е.П. Лукьяненко – 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Будивельник, 1990,- 312 с. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-05-08; Просмотров: 595; Нарушение авторского права страницы