Проверка местной устойчивости стенки.

Местную устойчивость стенки проверяем в 1-м и 3-м отсеках (рисунок 5)

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Рисунок 5 – Расчетная схема главной балки

Для 1-го отсека среднее значение изгибающего момента и поперечной силы

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru кНм

Q1= 996 кН;.

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Краевое нормальное напряжение в стенке:

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Краевое касательное напряжение в стенке:

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Критическое нормальное напряжение:

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru определяется по таб. 5.2 [1] в зависимости от значения функции Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru .

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Критическое касательное напряжение:

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru отношение большей стороны отсека к меньшей, Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки балки имеет вид:

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Для 2-го отсека:

Краевое нормальное напряжение в стенке:

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Краевое касательное напряжение в стенке:

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Следовательно, местная устойчивость стенки обеспечена.

Расчет колонны

По конструктивному решению колонна рабочей площадки является – центрально-сжатой колонной. Колонна передает нагрузку от главных балок на фундамент и состоит из трех основных частей:

- оголовок – опора для главных балок, передающий усилие на стержень колонны;

- стержень колонны – основной конструктивный элемент, передающий нагрузку от оголовка к базе;

- база колонны, конструктивный элемент, передающий усилие от стержня на фундамент.

Стержень сплошной колонны может быть выполнен из прокатного профиля или из сварного составного.

В курсовой работе запроектированы сплошныеколонны.

Исходные данные:

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

а) б)

Рисунок 6 – Расчетная схема колонны а - в плоскости,

б – из плоскости.

hк = Н – tперекрытия–hгл.балки + hбазы

tперекрытия=tплиты+tстяжки+tпола

tперекрытия=0,150+0,07+0,01=0,23м

hк=11,64-0,23-1,3+0,6=10,71м

В плоскости рамы:

lef,x = μ∙hк = 2∙10,71 = 21,42 м;

Из плоскости рамы:

lef,y = μ∙hк = 0,5∙10,71 = 5,36 м.

Подбор сечения

Nk=2Vгл.б.+2Vвт.б=2*996,32+2*124,54 =2241,72кН;

Задаемся гибкостью λ = 120. По таблице 72 СНиП «Стальные конструкции» принимаем φ =0,419.

Тогда требуемая площадь сечения:

Aтр = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = 218,37см2

По сортаменту металлоконструкций подбираем двутаврколонный по СТО АСЧМ 20-93 40К3с А = 254,87 см2,

ix= 175 мм,

iy= 101,4 мм.

Определяем фактическую гибкость:

λx = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

λy = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

λmax=122

По СНиПу определяем φ = 0,408

Проверка устойчивости

σ = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru ≤ Ry·γc

σ = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru =21,56 МПа ≤ 24,5 МПа.

Условие выполняется. Следовательно, подбираем двутавр колонный 40К3.

Проверка предельной гибкости

λmax≤ [λ]

α = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = 0,88

[λ] = 180-60·0,88= 127,2

λmax= 122 > [127,2],

Условие выполняется.

Принимаем двутаврколонный 40К3 по СТО АСЧМ 20-93.

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Рисунок 7 –Колонный двутавр 40К3

Геометрические характеристики сечения

  h b s t A P Iy Wy Sy iy Iz Wz iz  
  мм мм мм мм см2 кг/м см4 см3 см3 мм см4 см3 мм  
40К3 406,00 403,00 16,00 24,00 254,87 200,00 78040,992 3844,400 2139,900 175,00 26199,498 1300,200 101,4  

Расчет связей

Основное назначение связей в рабочих площадках: создание продольной и поперечной жесткости, необходимой для нормальной эксплуатации; обеспечение устойчивости колонн из плоскости поперечных рам и кроме того обеспечение неизменяемости конструкции при монтаже. В рабочей площадке необходимо устанавливать связи между колоннами. Связи необходимо устанавливать между поперечными рамами для обеспечения неизменяемости. Связи устанавливают в середине конструкции. Конструктивная схема связей зависит от шага и высоты колонн. Наиболее распространенная крестовая схема связей, так как она обеспечивает наиболее простую и жесткую завязку колонн.

Длина связи:

[λ] =400 – предельная гибкость крестовых связей

Lсв=7,17м

iтр = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Тогда:

ixтр = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru =1,7086см.

iyтр = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru =0,85см.

Принимаем парные уголки 63х5iy=2,89см

База колонны

База является опорной частью колонны и служит для передачи усилий с колонны на фундамент. Конструктивное решение базы зависит от типа и высоты сечения колонны, способа сопряжения с фундаментом, принятого метода монтажа колонн.

По конструктивному решению базы могут быть с траверсой, с фрезеровочным торцом и с шарнирным устройством в виде центрирующей плиты. Для нагрузок, предусмотренных в курсовой работе, наиболее рациональным решением является база с траверсой. С помощью базы осуществляем жесткое сопряжение колонны с фундаментом.

Принимаем: расчетное усилие N = 2250 кН,

бетон класса В12 с Rb,loc= 9МПа.

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Рисунок 8 – База колоны

Определение размеров опорной плиты в плане

В центрально-сжатых колоннах размеры плиты в плане определяют из условия прочности фундамента.

Зададимся Bп = 500 мм, Lп= 500 мм.

Напряжение под плитой:

σп≤ Rb,loc

Тогда σп= Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = 9МПа.

Rb,loc = МПа для бетона B12

σп≤ Rb,loc, условие выполняется. Размеры плиты не требуют изменения

Определение толщины плиты

Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru

Рисунок 9 –Схема опирания колонны на базу

Определяем изгибающий момент

Mмах = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = 32 кПа*м;

Требуемая толщина плиты:

tпл = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = Проверка местной устойчивости стенки. - student2.ru = 2,799см

Принимаем толщину плиты tпл = 30 мм из условия tпл≥ 25 мм.

Наши рекомендации