Проектирование металлической балочной площадки (стр. 5 из 6)
Рис. Расчётная схема колонны
расчётные длины колонны:
.Расчетная длина колонны в продольном и поперечном направлении площадки:
.Расчетное значение продольной силы в колонне:
Сбор нагрузок на колонну
Колонна работает на сжатие под действием давления балок, опирающихся на оголовок.
Выбор типа профиля ветвей. Задаваясь ориентировочно коэффициентом продольного изгиба
устанавливаем из какого профиля (швеллера или двутавра) следует проектировать ветви колонны. Проверяем возможность выполнения ветвей из швеллера. Для этого принимаем [ 40/ГОСТ 8240-93 с площадью сечения Ab = 61,5см2 
,условие выполняется. Таким образом, ветви запроектируем из швеллера.
Подбор сечения колонны
Расчёт относительно материальной оси.
Определяем требуемую площадь сечения ветви
;Принимаем швеллер [ 33 по ГОСТ 8240-93 с
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
.Проверяем устойчивость колонн.
Для этого вычисляем:
-фактическую гибкость колонн
-условную гибкость колонны
-коэффициент продольного изгиба
.Условие устойчивости:
Проверяем соблюдение условия
,где
Все условия выполняются, сечение ветвей подобрано правильно.
Расчет относительно свободной оси.
Расчётом устанавливаем ширину колонны b из условия равноустойчивости
Требуемая гибкость колонны относительно оси у-у
Требуемый радиус инерции
.Требуемая ширина колонны:
.Принимаем
в соответствии с ГОСТ 82-70*.Зазор в свету между ветвями
что вполне достаточно для производства окраски внутренней поверхности колонны.Проверяем устойчивость колонны относительно оси у-у
-высота сечения планки
По ГОСТ 82-70* принимаем
,- толщина планки:
; 
,где
. 
.Уточняем гибкость ветви.
Для этого определяем длину ветви при количестве панелей в пределах длины стержня m=6.
.Принимая
,вычисляем:-расчетную длину ветви
-гибкость ветви
.Окончательно длину ветви устанавливаем при разработке рабочего чертежа, не должна превышать 105 см.
Уточняем гибкость стержня по фактическим геометрическим характеристикам:
;где 
; 
; 
.Вычисляем приведенную гибкость
,где n= 
; 
.Проверка устойчивости по
,Где
Условная гибкость:
.Расчет прикрепления планок к ветвям колонны.
Условная поперечная сила
,Определяем усилия, возникающие в планке:
-момент, изгибающий планку,
;-силу, перерезывающую планку,
.Предусматриваем прикрепление планок с помощью полуавтоматической сварки в среде углекислого газа угловыми швами катетом
.Устанавливаем параметры, необходимые для расчета сварных швов:
-
-
-
Определяем направление среза угловых швов
Проверяем прочность соединения, учитывая только вертикальный шов
; 
.Окончательно
Конструирование и расчет оголовка колонны
Оголовок служит опорой для главных балок и распределяет сосредоточенную нагрузку равномерно по сечению стержня колонны. В нашем случае опирание балок – сверху с фиксацией положения балок в горизонтальной плоскости четырьмя болтами как наименее трудоёмкое на монтаже.
При устройстве опорного узла балки с торцевыми рёбрами жёсткости и опирании сверху оголовок состоит:
- опорная плита
- вертикальное ребро
- обрамляющего его снизу горизонтального ребра
С опорной плиты нагрузка передаётся на вертикальное ребро и с него через сварные швы Ш1 на стенки ветвей сквозного стержня.
В соответствии с рекомендациями, изложенными в п.5 толщину опорной плиты назначаем
.Принимаем минимальное значение катета швов Ш5, прикрепляющих опорную плиту к стержню колонны. Определяем минимальные значения катета швов
.Устанавливаем размеры опорной плиты в плане
-ширина плиты
.-длина плиты
.Окончательно
мм.Расчет вертикального ребра.
Требуемая толщина ребра из условия смятия его торца при
; 
,по ГОСТ принимаем tv=20мм.
Высота вертикального ребра:
-из условия его среза как на опоре короткой балки