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:

Исходные данные для проектирования.
Требуется запроектировать основные железобетонные конструкции и стену подвала (каменная конструкция) многоэтажного каркасного здания с поперечными рамами и жесткими узлами. Стеновые панели навесные из легкого бетона, в торцах здания замоноличиваются совместно с торцевыми рамами, образуя вертикальные связев ...

Оценка инженерно–геологических условий промышленной площадки
Проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений всегда предшествуют специальные инженерно – геологические изыскания, выполняемые специализированными управлениями и трестами КИП и ТИСИЗ. При этом объёме и характере изысканий регламентируются нормативными документами и специальными стандартами. В ...

Проектирование фундамента мелкого заложения. Выбор глубины заложения подошвы и конструкции фундамента
Целесообразно по технико-экономическим соображениям принимать минимальную глубину заложения подошвы фундамента. Обрез фундамента, как правило, располагается ниже поверхности грунта или планировки на 0,2 м. При современном строительстве конструкции фундаментов принимают из железобетона по типовым проектам. ...