Проектирование однопролетных шарнирно-опертых балок и колонн
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
µтрическая неизменяемость, как правило, обеспечивается установкой вертикальных связей по колоннам. В плоскости главных балок путем прикрепления их к неподвижным точкам (каркасу здания).
При этом необходимо стремиться к обеспечению равно устойчивости колонн: ix/iy = lef,x/lef,y. Это достигается путем рационального выбора типа сечения и правильной ориентации его в плане сооружения. В нашем случае, проектируем колонны в виде двутавра и жестком сопряжении с фундаментами в плоскости главных балок целесообразно совмещать стенку колонны с плоскостью стенки главной балки.
Геометрическую длину колонны lk, определяем по формуле:
lk = Hпл - (tп+h)+(0,4ч0,6)м
где Нпл=7,5м - отметка верха перекрытия, hб =1м-высота балки;
tп =0,18м- толщина плиты;
h=1,1 м-высота главной балки на опоре;
(0,4ч 0,6) - величина заглубления верха фундамента относительно отметки чистого пола.
Нk = 7,5-(0,18+1,2)+0,6=5,52м.
Расчетные длины колонны:
lef,x = lk?x; lef,y = lk?y,
где ?x, ?y - коэффициенты приведения длины колонны, устанавливаются по [2], табл.71,а: ?x = 1, ?y = 1; тогда
lef,x = 5,521 = 5,52м; lef,y = 5,521 = 5,52м.
4.2 Компоновка сечения колонны
Стержень колонны конструируем в виде сварного составного двутавра.
Требуемую площадь сечения колонны, определяем по формуле:
Aтр = N/?Ry?c,
где ? - коэффициент, Гибкость колонны на основании опыта проектирования ориентировочно можно принять в пределах от 60 до 80. Выбираем, ? = 70 и из таблицы 72 [1]находим ? = 0,761.
Атр = 1849,31/0,78231 = 99смІ.
Используя сравнительно постоянную зависимость между радиусом инерции и габаритами сечения, оцениваем ориентировочные размеры двутавра.
bf = iy/0.24; h = ix/0.42x = lef,x/?; iy = lef,y/?,
ix = 5,52/64,9 = 8,51см;
iy = 5,52/64,9 = 8,51см,
тогда:
bf =8,51 /0.24 =35,46см;
h = 8,51/0.42 =20,26см.
По условиям изготовления ширина полок принимается обыч-
но не более чем высота сварного двутавра. Кроме того, должны выполняться
пропорции, характерные для стальных колонн зданий и сооружений,
h= (1/20ч1/30)lk
h=(1/20ч1/30)614=(30,7ч20,47)cм
Используя толстолистовую сталь, назначаем размеры кратными 20мм, т.е.
bf = 34см, h =34см.
Толщина стенки колонны назначается из условия обеспечения местной устойчивости и с учётом возможностей сортамента:
tw?hw/?uv
?uv - предельная гибкость устойчивой стенки колонны - величина, зависящая от гибкости колонны.
?uv=58,5
Приняв hw?0,95h, hw=0,9534=32,3см
tw=32,3/56,84=0,57cм
В соответствии с ГОСТ на листовой прокат назначаем толщину tw = 6мм.
Определим требуемую площадь пояса колонны:
Af=0,5(Aтр-hwtw)
Af=0,5(99-0,632,3)=39,24 см2
tf Af / bf=39,24 /36=1,09 см
Определим толщину tf с учётом местной устойчивости:
tf Af /2 ?uf
?uf -Предельная гтбкость пояса колонны ?uf =|bef/tf|. На этапе компоновки сечения для назначения ?uf пользуемся графиком, выражающим зависимость между ?uf и ?.
Принимаем ?uf =17,28
tf39,24 /217,28=1,07см
Принимаем tf=12мм
.3 Проверка сечения колонны
Определяем для сечения колонны все необходимые характеристики:
A=2bftf + twhw=2341,2+0,631,6=100,56см2x= hw3tw/12+2bftf((h-tf)/2)2x=31,630,6/12+2341,2((34-1,2)/2)2=23535,23см4
Iy=hwtw3/12+2bf3tf/12y=31,60,63/12+23431,2/12=7861,37 см4
ix=Ix/Ax=23535,23/100,56=15,3смx=Iy/Ay=7861,37 /100,56=8,84смx=Ix/(h/2)x=23535,23/(34/2)=1384,43см3
Выполним проверку общей устойчивости колонны при центральном сжатии
/?A?Ryyc
Где ?= ?min - наименьшее их величин ?x и ?y
Гибкости колонны ?x=lef,x/ix
?x=552/16,23=36,08
?y=lef,y/iy
?y =552/9,36=62,44
Наибольшей гибкости ?max из ?x и ?y соответствует наименьшая ?( ?min)
По табл. 72[2] с применением интерполяции для ?max= ?y=62,44 находим ?min=0,793
Проверка:
/?A=1849,31/0,793106,56=23,19?23
Выполняется.
Недогруз менее 5%.
Выполним проверку местной устойчивости стенки:
?w??uwE/Ry,
где ?uw - предельная приведённая гибкость устойчивой стенки, определённая по табл. 27 [2], и зависит от ?.
?= ?max Ry /E=62,4423/20600=2,13
т.к. ?2, то ?uw=1,2+0,35?=1,2+0,352,13=2,79
?w=hef/tw=31,6/0,6=52,67
?uwE/Ry=2,7920600/23=81,74 52,67<81,74 Проверка выполняется.
Выполним проверку местной устойчивости пояса:
bef/tf??uf=|bef/tf|, где
bef -расчётная ширина свеса полки,
?uf - предельная гибкость пояса, определяется по табл. 29* [2].
|bef/tf|=(0,36+0,1?)E/Ry=(0,36+0,12,13)20600/23=16,79ef/tf=(34-0,6)/( 21,2)=13,92 13,92?16,79
Проверка выполняется.
Для окончательно подобранного сечения колонны проверяем гибкость:
?x=lef,x/ix?|?|
?y=lef,y/iy?|?|
где |?|=180-60?
?=N/RyycA ?min=1849,31/231100,560,793=0.97>0,5
|?|=180-600.97=121,8
?x=36,08?121,8
?y=62,44?121,8
Выполняется
4.4 Конструирование и расчет оголовка колонны
Следуя рекомендациям, располагаем главные балки на колонне сверху с передачей нагрузки на вертикальные консольные ребра.
Расчетными параметрами оголовка являются:
- габариты консольных ребер: ширина bs, высота hs и толщина ts;
- катеты швов крепления ребер к стенке балки kf1 и опорной плиты kf2;
- толщина стенки стержня колонны в пределах высоты ребер.
Высоту ребер hf назначаем из условия прочности сварных швов, крепящих ребра к стенке колонны, не менее 0,6h, где h - высота сечения колонны:
hs (lw,тр/4) + 1см, hs 0.6h,
lw,тр = N/?fkfRwf?wf?c,
где ?f - коэффициент, принимаем