Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

где H – отметка верха настила рабочей площадки (по заданию) H = 9 м = 9 000 мм,

t – толщина настила; принимаем t = 10 мм; h – высота главной балки; h = 1290 мм (из п. 3);

a_r – выступающая вниз часть опорного ребра; принимаем а_r = 15 мм,

h_f – заглубление фундамента относительно нулевой отметки пола; принимаем h_f = 800 мм.

Рис. 9. Центрально-сжатая колонна:

а – конструктивная схема; б – расчётная схема; в – поперечное сечение.

2. Определение номера профиля

• Задаём оптимальную величину гибкости колонны λ = 65.

• По принятой величине гибкости и табл. прил. 6 определяем коэффициент продольного изгиба (сталь С345 – по заданию): для R_y = 320 МПа

φ = (766 + 687)/2000 = 0,7265.

• Требуемая площадь сечения ветви колонны из условия устойчивости:

,

R_y назначается здесь уже для стали толщиной 10…20 мм.

• Необходимый радиус инерции сечения:

• где l_ef – расчётная длина колонны; в соответствии с условиями закрепления l_ef = H_k.

• По сортаменту подбираем подходящий номер профиля (по параметрам А₁ и i_x) и выписываем его характеристики (если в сортаменте не оказывается подходящего швеллера, принимают двутавр):

Номер профиля: [33, площадь сечения: А₁ = 46,5 см²;

Радиусы инерции относительно осей х, у:

i_x = 13,1 см; i_y1 = 2,97 см;

Моменты инерции относительно осей х, у:

J_x = 7980 см⁴; J_y1 = 410 см⁴;

Геометрические размеры (см. рис 7, в):

h = 330 мм, b_f = 105 мм, t_w = 7 мм, t_f = 11,7 мм, z₀ = 2,59 см.

• Площадь всего сечения: А = 2А₁ = 2 46,5 = 93 см².

• Фактическая гибкость стержня колоны относительно материальной оси:

.

• Коэффициент продольного изгиба по прил. 6:

φ = 0,74 (по интерполяции ).

• Проверка устойчивости колонны относительно материальной оси:

;

.

Проверка выполняется.

3. Проверка устойчивости ветви

• Задаем оптимальную величину гибкости ветви: λ₁ = 30.

• Расстояние между центрами планок определяется по условию равноустойчивости:

l₁ λ₁i_y1 = 30 2,97 = 89,1 см;

принимаем l₁ = 90 см (кратно 10 мм).

• Фактическая гибкость ветви:

< 40.

• Коэффициент продольного изгиба ветви по прил. 6: φ₁ = 0,9166.

• Нагрузка, приходящаяся на ветвь колонны: N₁ = N / 2 = 933,66 кН.

• Проверка устойчивости ветви:

;

.

Проверка выполняется.

4. Определение расстояния между ветвями

• Необходимая гибкость колонны относительно свободной оси:

• Требуемый радиус инерции сечения:

.

• Требуемая ширина сечения:

,

где ₂ – отношение радиуса инерции к ширине сечения; определяется по справочной таблице (табл. 8.1 [3]): для сечения из двух швеллеров полками внутрь ₂ = 0,44; из двух двутавров ₂ = 0,50.

Для окраски внутренней поверхности колонны между полками ветвей необходимо обеспечить зазор не менее 10 см, поэтому ширина сечения также должна быть не менее

.

Окончательно принимаем ширину колонны b = 35 cм (кратно 10 мм).

• Расстояние между центрами тяжестей ветвей: с₀ = b – 2z₀ = 35 – 22,59 = 29,82 cм,

• Величина зазора между ветвями: b₀ = b – 2b_f = 35 – 210,5 = 14 cм > 10 см.

• Момент инерции сечения колонны относительно свободной оси:

.

• Радиус инерции сечения:

.

• Физическая гибкость:

• Приведённая гибкость:

,

поэтому проверку устойчивости колонны относительно свободной оси можно не проводить.

• Иначе определяется коэффициент продольного изгиба φ_y по прил. 6 и выполняется проверка устойчивости колонны относительно свободной оси из условия:

.

5. Определение высоты оголовка колонны

• Высота оголовка колонны определяется из условия прочности стенки швеллера на срез:

,

• где 4 – расчётное число срезов (по 2 на каждой ветви); t_w – толщина стенки швеллера; t_w = 0,7 см;

• R_s – расчетное сопротивление стали на срез; R_s = 0,58R_y = 0,58 33,5 = 19,43 кН/см².

Принимаем h_r = 35 см (кратно 10 мм).

6. Определение площади опорной плиты базы колонны

• Требуемая площадь опорной плиты определяется из условия сопротивления бетона фундамента местному сжатию:

где R_b – расчётное сопротивление бетона класса В15 осевому сжатию; R_b = 8,5 МПа = 0,85 кН/см²;

Класс бетона (по заданию)	В12,5	В15	В20
Rb, МПа	7,5	8,5	11,5

φ_b – коэффициент, учитывающий повышение прочности бетона за счёт включения в работу ненагруженной части фундамента; принимаем φ_b = 1,2.

• Размеры опорных плит в плане принимаются из двух условий:

1. из условия обеспечения требуемой площади, необходимой для обеспечения прочности бетона фундамента;

2. из конструктивных соображений, обусловленных необходимостью обеспечения величины свесов плиты не менее 5…6 см.

   • Длина плиты по конструктивным соображениям:

L = b + (10…12) cм = 35 + (10…12) cм = 45…47 cм;

принимаем L = 46 см (кратно 10 мм).

• Необходимая ширина плиты:

  • по конструктивным соображениям:

В = h + 2t_tr + (10…12) cм = 33 + 2 1,2 + (10…12) cм = 45,4…47,4 cм,

где t_tr – толщина траверсы; принимаем t_tr = 12 мм (обычно t_tr = 10…14 мм);

• по условию обеспечения требуемой площади:

;

принимаем В = 46 см (кратно 10 мм).

• Толщина опорной плиты определяется из условия её работы на изгиб под действием реактивного отпора (давления) фундамента; в данной работе принимаем (условно) плиту толщиной 30 мм.

7. Расчёт сварных швов крепления траверсы к колонне

• Принимаем высоту траверсы h_tr = 40 см, тогда расчётная длина шва:

l_w = h_tr – 1 см = 40 – 1 = 39 см.

• Требуемая величина катета шва:

,

где 4 – число швов крепления траверсы к колонне; при выполнении шва полуавтоматической сваркой расчёт осуществляется по металлу шва (см. п. 4): R_wf = 240 МПа; β_f = 0,9; R_wf β_f = 240 0,9 = 216 МПа.

• Принимаем k_f = 0,6 см; k_f > k_f,min = 0,5 cм (k_f,min определяется по табл. 38 СНиП [2]).

• Проверка по предельной длине шва:

l_w,max = 85k_f = 85 0,9 0,6 = 45,9 см > l_w = 39 см.

Конструктивное решение колонны показано на рис. 10.

l₁ m

b₁

b₁

b₁

l₁ – b₁

l₁ – b₁

l₁ – по расчёту

b₁ = 200 мм (принято конструктивно);

60 + 30 + 400 + 200 + 20 = 710 мм;

m = [(H – 710)/l₁)] – 2 =

= [(8335 – 710)/2] – 2 = 6,5;

принимаем m = 6;

h₁ = H – [l₁(m + 2) + 710] =

= 8335 – [900(6 + 2) + 710] = 425 мм.

10 180 (k_f l_w)

k_f = 6

1 1

1 – 1

b = 350

L = 460

55

55

b₀ = 140

h = 330

t_tr = 12

B = 460

53

53

h_r = 360

12

20

200

200

200

60

30

h_tr = 400

700

900 6 = 5 400

700

h₁ = 425

H = 8 335

200 200 10

33

Рис. 10. Конструктивное решение колонны сквозного сечения

2. Список литературы

1. СНиП 2.01.07 – 85*. Нагрузки и воздействия / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 44 с.

2. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2001. – 96 с.

3. СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. – М., 2005. // www.complexdoc.ru

4. Металлические конструкции. Общий курс: учебник для ВУЗов. Под ред. Е.И. Беленя. – М.: Стройиздат, 1986. – 560 с.

5. Металлические конструкции. Общий курс: учебник для ВУЗов. Под ред. Г.С. Веденикова. – М.: Стройиздат, 1998. – 760 с.

6. Металлические конструкции. Общий курс: учебник для ВУЗов. Под ред. А.Ю. Кудишина. – М.: Академия, 2006.

7. Мандриков А.П. Примеры расчёта металлических конструкций. Учебное пособие для техникумов. – М.: Стройиздат, 1991. – 431 с.

8. Строительные конструкции: Учебник для ВУЗов / Под ред. В.П. Чиркова. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. – 448 с.

9. Левитский В.Е. Металлические конструкции рабочей площадки: Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство». – [Электронная версия].

Приложения

Приложение 1

Нормативные и расчётные сопротивления проката, МПа (по табл. 51* СНиП [2])

Марка стали	Толщина проката, мм	Нормативные				Расчётные
		листового, широкополочного, универсального		фасонного		листового, широкополочного, универсального			фасонного
		Ryn	Run	Ryn	Run		Ry	Ru	Ry	Ru
С 245	от 2 до 20 св. 20 до 30	245 -	370 -	245 235	370 370		240 -	360 -	240 230	360 360
С 255	от 4 до 10 св. 10 до 20 св. 20 до 40	245 245 235	380 370 370	255 245 235	380 370 370		240 240 230	370 360 360	250 240 230	370 360 360
С 275	от 2 до 10 св. 10 до 20	275 265	380 370	275 275	390 380		270 260	370 360	270 270	380 370
С 345	от 2 до 10 св. 10 до 20 св. 20 до 40	345 325 305	490 470 460	345 325 305	490 470 460		335 315 300	480 460 450	335 315 300	480 460 450
С 375	от 2 до 10 св. 10 до 20 св. 20 до 40	375 355 335	510 490 480	375 355 335	510 490 480		365 345 325	500 480 470	365 345 325	500 480 470

Примечания:

1. За толщину фасонного проката принимается толщина полки; минимальная его толщина 4 мм.

2. Чем больше толщина элемента, тем сильнее сказывается влияние дефектов структуры материала, поэтому сопротивления с увеличением толщины снижаются.

3. Если неизвестно, какой толщиной обладает рассчитываемый элемент, используется наиболее вероятное её значение, при котором расчётное сопротивление материала будет наименьшим.

Приложение 2

Материалы для сварки, соответствующие стали (по табл. 55*, 56 СНиП [2])

Марка стали	Материалы для сварки		Rwf , МПа
	автоматической и полуавтоматической – сварочная проволока	ручной - электроды
С 245 С 255 С 275	Св – 08А	Э42	180
С 345 С 375	Св – 10НМА		240
		Э50	215

Примечание. Указанные материалы применяются для выполнения сварных швов в конструкциях 2-й группы (балки перекрытий) и 3-й группы (колонны, элементы настила) в нормальных климатических районах строительства (не характеризующихся сильными морозами – ниже -40С).

Приложение 3

Минимальные катеты угловых сварных швов (табл. 38* СНиП [2])

Вид соединения	Вид сварки		Предел текучести стали, МПа (кгс/см2)	Минимальные катеты швов kf, мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов t, мм
				46	610	1116	1722	2332	3340	4180
Тавровое с двусторонними угловыми швами; нахлёсточное и угловое		Ручная	До 430 (4400)		4	5	6	7	8	9	10
			Св. 430 (4400) до 530 (5400)		5	6	7	8	9	10	12
		Автоматическая и полуавтоматическая	До 430 (4400)		3	4	5	6	7	8	9
			Св. 430 (4400) до 530 (5400)		4	5	6	7	8	9	10
Тавровое с односторонними угловыми швами		Ручная	До 380 (3900)		5	6	7	8	9	10	12
		Автоматическая и полуавтоматическая			4	5	6	7	8	9	10

Приложение 4

Таблица 1 Предельные прогибы балок и настилов перекрытий (по табл. 19 СНиП [1])

Пролёт l, м	l 1	l = 3	l = 6	l = 24	l = 36
Предельный прогиб fu	l / 120	l / 150	l / 200	l / 250	l / 300

Примечание. Для промежуточных значений пролётов предельные прогибы определяются линейной интерполяцией. Ниже представлены вычисленные указанным образом значения предельных прогибов для пролётов, встречающихся в данной работе.

Характеристики

Список файлов курсовой работы