Конструирование балочной клетки
L и B – шаги по сетке колонн.
Выбирается расчетная схема колонны, которая устанавливается исходя из предполагаемой конструкции базы и оголовка.
В соответствии с принятой расчётной схемой определяется расчётная длина колонны
Центрально-сжатые колонны и стойки рассчитываются на прочность и устойчивость.
Прочност
ь проверяют по формуле
а устойчивость по формуле
.
7.2.Конструирование и расчет стержня сквозной колонны
Подбор сечения сквозной колонны начинается с расчета на устойчивость относительно материальной оси Х. Задаем гибкость равной 50.
Определяем требуемые площадь сечения ветви и радиус инерции сечения относительно оси Х.
,
По найденным значениям подбираем соответствующий им профиль швеллера по сортаменту.
Проверяется устойчивость колонны относительно свободной оси Y по приведенной гибкости, учитывающий деформативность решетки.
где - гибкость стержня колонны относительно свободной оси (для сплошной колонны),
- гибкость ветви на участке между планками.
Для совместной работы швеллеры необходимо соединить поперечными планками. Расстояние между планками определяется по формуле:
,
где - гибкость ветви,
- радиус инерции относительно свободной оси 1,
lв – расстояние между планками в свету.
Элементы соединительной решетки (планки) и их прикрепление к ветвям рассчитывают на усилие, возникающие в них от условной поперечной силы:
Условная поперечная сила распределяется поровну между элементами решетки, лежащими в двух плоскостях.
Соединительные планки рассчитывают на силу, срезывающую планку:
и на момент, изгибающий планку в ее плоскости:
Сварные угловые швы, прикрепляющие планки к ветвям колонны, рассчитывают на совместное действие усилий в планке:
,
где - напряжение в шве от изгибающего момента,
- напряжение в шве от поперечной силы.
- катет шва,
- расчетная длина шва.
Выбираю сталь С235 Ry=230МПа.
Сбор нагрузок: Таблица 12
Вид нагрузки |
|
|
|
Металло-цементный раствор t=30мм |
0,75 |
1,3 |
0,975 |
Гидроизоляция:2 слоя рубероида на мастике |
0,1 |
1,3 |
0,13 |
Теплоизоляция: шлако-бетон t=40мм |
0,48 |
1,3 |
0,624 |
Стальной настил t=8мм |
0,628 |
1,05 |
0,6594 |
Балки настила № 18 |
0,2944 |
1,05 |
0,30912 |
Вспомогательная балка №45 |
0,19 |
1,05 |
0,1995 |
Главная балка |
0,53 |
1,05 |
0,5565 |
Полезная нагрузка |
28 |
1,05 |
29,4 |
Итого |
30,9724 |
32,85352 |
qн=
N=qLB=32.85352*14*5=2299.75
N=2299.75+5КН(вес колонны)=2304.75КН
Принимаю гибкость ;
Выбираю швеллер №40
Проверяем общую устойчивость:
Принимаем подобранное сечение.
Так как , из конструктивных соображений принимаю (расстояние между швеллерами).
Проверка устойчивости относительно свободной оси Y
Принимаю
-колонна устойчива в 2х плоскостях.