Проверка местной устойчивости стенки.

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

Рисунок 5 – Расчетная схема главной балки

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

кНм

Q₁= 996 кН;.

Краевое нормальное напряжение в стенке:

Краевое касательное напряжение в стенке:

Критическое нормальное напряжение:

определяется по таб. 5.2 [1] в зависимости от значения функции .

Критическое касательное напряжение:

отношение большей стороны отсека к меньшей,

Проверка местной устойчивости стенки балки имеет вид:

Для 2-го отсека:

Краевое нормальное напряжение в стенке:

Краевое касательное напряжение в стенке:

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:

а) б)

Рисунок 6 – Расчетная схема колонны а - в плоскости,

б – из плоскости.

h_к = Н – t_{перекрытия}–h_{гл.балки} + h_базы

t_{перекрытия}=t_плиты+t_стяжки+t_пола

t_{перекрытия}=0,150+0,07+0,01=0,23м

h_к=11,64-0,23-1,3+0,6=10,71м

В плоскости рамы:

l_ef,x = μ∙h_к = 2∙10,71 = 21,42 м;

Из плоскости рамы:

l_ef,y = μ∙h_к = 0,5∙10,71 = 5,36 м.

Подбор сечения

N_k=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:

A_тр = = = 218,37см²

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

i_x= 175 мм,

i_y= 101,4 мм.

Определяем фактическую гибкость:

λ_x = =

λ_y = =

λ_max=122

По СНиПу определяем φ = 0,408

Проверка устойчивости

σ = ≤ R_y·γ_c

σ = =21,56 МПа ≤ 24,5 МПа.

Условие выполняется. Следовательно, подбираем двутавр колонный 40К3.

Проверка предельной гибкости

λ_max≤ [λ]

α = = = 0,88

[λ] = 180-60·0,88= 127,2

λ_max= 122 > [127,2],

Условие выполняется.

Принимаем двутаврколонный 40К3 по СТО АСЧМ 20-93.

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

L_св=7,17м

i_тр =

Тогда:

i_xтр = = =1,7086см.

i_yтр = = =0,85см.

Принимаем парные уголки 63х5i_y=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 R_b,loc= 9МПа.

Рисунок 8 – База колоны

Определение размеров опорной плиты в плане

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

Зададимся B_п = 500 мм, L_п= 500 мм.

Напряжение под плитой:

σ_п≤ R_b,loc

Тогда σ_п= = = 9МПа.

R_b,loc = МПа для бетона B12

σ_п≤ R_b,loc, условие выполняется. Размеры плиты не требуют изменения

Определение толщины плиты

Рисунок 9 –Схема опирания колонны на базу

Определяем изгибающий момент

M_мах = = = 32 кПа*м;

Требуемая толщина плиты:

t_пл = = = 2,799см

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