Металлические конструкции одноэтажного производственного здания (стр. 5 из 7)

2. Проверка устойчивости нижней части колонны в плоскости

действия момента.

где g_с = 1 – коэффициент условий работы [2 табл.6]

j_вн – коэффициент, определяется в зависимости от значений приведённого относительного эксцентриситета m_1x и условной гибкости

, [2 табл.74]

где

η– коэффициент влияния формы сечения [2, табл.73]

η=(0,5+0,1*1,27)+0,02*(5-1,27)*1,87=1,32

m1X=1,32*1,27=1,67

j_вн=0,447

σ=2398,15/(0,447*304)=17,66 кН/см² <23 кН/см² – условие выполняется.

3. Проверка устойчивости нижней части колонны из плоскости

действия момента.

,

где j_у =0,435 – коэффициент продольного изгиба [2 табл.72]

с – коэффициент, определяемый в зависимости от:

где

– максимальный по абсолютной величине момент в средней трети расчётной длины нижней части колонны:

M3-3=-505,99 кНм

M4-4=1068,99 кНм

mx=543,99*304/(10665*2398,15)=0,647

При mx<5

где α=0,7 [2 табл.10]

β=

[2 табл.10]

c=1,158/(1+0,7*0,647)=0,797

σ=2398,15/(0,797*0,438*304)=22,72 кН/см² <23 кН/см² – условие выполняется.

4. Проверка устойчивости полок и стенки колонны принятого

сечения.

Устойчивость полок колонны обеспечивается если:

– условие выполняется.

Для проверки местной устойчивости стенки находим:

α=(17,91+2,13)/17,91=1,12

где τ– среднее касательное напряжение в стенке

Q50,64 кН – перерезывающая сила в расчетном сечении, численно равная алгебраической сумме распоров Н при неблагоприятном сочетании нагрузок.

τ=50,94/(80*1)=0,637 кН/см²

β=1,4*(2*1,12-1)*0,637/17,91=0,0617

h_ст /t_ст<115,97

80/1<115,97– проверка выполнена

Ребра жесткости необходимы, если соблюдается условие:

– условие выполняется.

Ширина ребра:

bp=800/30+40=66,7 мм

Принимаем bp=20 см [1 прил.14 табл.5]

Толщина ребра:

;

Принимаем tp=1,4 мм [1 прил.14 табл.5]

Шаг ребер жесткости: S = (2,5…3)h_ст.

Размеры сечения надкрановой части колонны принимаем конструктивно по нижней части колонны.

Расчет базы колонны.

1. Определение размеров опорной плиты и базы в плане.

Ширина опорной плиты базы:

где b_n=40 см – ширина полки колонны

t_тр=1,4 см – толщина траверсы [4 стр.21]

a = 4 см – выступ плиты за траверсой [4 стр.21]

В=40+2*1,4+2*4=50,8 см

Принимаем В = 50см [1 прил. 14 табл. 5]

Длина опорной плиты:

где N и М – расчетные усилия

N=-2398,15 kH, M=1068,98 kHм

– расчётное сопротивление бетона фундамента на сжатие

Для бетона класса В15 R_pc=88,5 кгс/см²=0,885 кН/см²

γ=³√2 – как для отдельно стоящего фундамента.

Rb=0,885*2=1,77 кН/см²

Минимальная длина плиты базы из конструктивных соображений равна:

где m = 80см – высота сечения подкрановой части колонны

с₁ = 25см – минимальная длина консольного выступа плиты

Zmin=80+2*25+2*2,8=135,6 см

Длину плиты принимают не менее Z и не менее Zmin, она должна быть кратной единому модулю 100 мм.

Принимаем Z = 1400 см

2. Толщина плиты базы.

Конструкцию базы нужно проектировать с учетом необходимого подкрепления опорной плиты траверсами, рёбрами и создания упоров для анкерных болтов:

Траверсы принимаем длиной:

Принимаем lтр=32 см

Вычисляем фактические напряжения под плитой базы:

Принимая напряжения под плитой равномерно распределённым и равным наибольшему в пределах этого участка, определяем изгибающие моменты в каждом участке плиты:

· участок 1

Пластина, опертая по 3-м сторонам.

b1/d1=9,3/40=0,23<0,5 следовательно расчетный момент определяют как для консоли.

· участок 2

Пластина, опертая по 4-м сторонам

где a = 0,125 – коэффициент, определяемый в зависимости от отношения большего размера пластинки к меньшему [1, табл. 8.6].

М2=0,125*0,853*16,5²=29,03 кНсм

· участок 3

Пластина, опертая по 3-м сторонам.

b3/d3=39,2/25,6=1,53

где β=0,127 – коэффициент, определяемый в зависимости от отношения закреплённой стороны пластинки b_i к свободной d_i, [1, табл. 8.7].

М3=0,127*0,551*25,6²=46,22 кНсм

· участок 4

Пластина, опертая по 3-м сторонам.

b4/d4=26/25,7=1,01 => β=0,112

М4=0,112*0,689*26²=52,2 кНсм

· участок 5

Пластина, опертая по 3-м сторонам.

b5/d5=26/25,8=1,52 => β=0,127

М5=0,127*0,443*25,8²=37,5 кНсм

По наибольшему моменту определяем толщину плиты базы:

Mmax=52,2 кНсм

Принимаем tпл=4 см [1 прил.14 табл.5].

3. Расчет траверс базы колонны.

Определяем высоту траверс:

· из условия прочности угловых швов, соединяющих траверсу с полкой колонны:

где с = 27,2 см – величина консольного выступа плиты за пояс колонны

=18 кН/см² – расчётное сопротивление сварного углового шва

[1 табл. 5.1] (автоматическая сварка под флюсом проволокой Св-08А)

g_с = 1 – коэффициент условий работы конструкции

β_z = 1,1 – коэффициент глубины проплавления угловых швов при автоматической сварке [1 табл.5.3]

=1– коэффициент условий работы шва

k_ш = 0,7 см – катет шва, принимаемый по [1 табл.5.4],

.

· из условия прочности траверсы на изгиб:

где М – изгибающий момент, действующий в сечении одной траверсы

М=0,25*53*27,2²*(0,941+0,689)=15979кНсм

· из условия прочности траверсы на срез:

Rs=13,26 кН/см² – расчетное сопротивление стали на срез (сдвиг) [2 табл.1]

hтр=0,5*53*27,2*0,5* (0,941+0,689)/(1,4*13,26)=31,6 см

Высоту траверсы принимаем по большему из трёх размеров в соответствии с [1 прил.14 табл.5]: h_тр=56 см

Высота траверсы не должна превышать допустимой расчётной длины шва: